BR112020024204A2

BR112020024204A2 - instrumento cirúrgico em serpentina

Info

Publication number: BR112020024204A2
Application number: BR112020024204-7A
Authority: BR
Inventors: Gong Chen; Chao He; Shuai Yuan
Original assignee: Microport (Shanghai) Medbot Co., Ltd.
Priority date: 2018-05-29
Filing date: 2019-05-09
Publication date: 2021-02-17
Also published as: WO2019228169A1; RU2770729C1; CN108888301B; CN108888301A

Abstract

A presente invenção se refere a um instrumento cirúrgico em serpentina, que compreende: uma extremidade portátil (1), um instrumento substituível (2), e uma estrutura de mudança rápida (3), em que a extremidade portátil (1) compreende uma estrutura de pega (11), uma estrutura de pulso (14), e uma estrutura de manipulação (12); a estrutura de manipulação (12) é conectada na estrutura de pega (11) por meio da estrutura de pulso (14), a estrutura de pulso (14) tem pelo menos um grau de liberdade para oscilar; o instrumento substituível (2) compreende uma estrutura de serpentina (21), uma base de suporte de ferramenta (22) e um efetor final (23); a estrutura de mudança rápida (3) compreende uma primeira articulação de Hooke (321) provida na estrutura de pega (11) e um conector (322) provido no instrumento substituível (2), a primeira articulação de Hooke (321) e o conector (322) são conectados de forma desanexável para implementar a transmissão ou o corte da potência; e, um dispositivo de transmissão (6), que compreende uma primeira parte e uma segunda parte, respectivamente arranjadas no instrumento substituível (2) e na extremidade portátil (1), a primeira parte sendo conectada no conector (322) e na estrutura de serpentina (21), e a segunda parte sendo conectada na estrutura de pulso (14) e na primeira articulação de Hooke (321). Uma conexão desanexável é implementada entre a extremidade portátil (1) e o instrumento substituível (2) por meio da estrutura de mudança rápida (3), que pode realizar uma rápida substituição. A estrutura de mudança rápida (3) realiza a transmissão e o corte da potência através da estrutura da junta de Hooke, e o desenho é simples.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “INSTRUMENTO CIRÚRGICO EM SERPENTINA”

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO RELACIONADO

[001] A presente revelação reivindica a prioridade ao Pedido de Patente Chinês

201810532267.3, intitulado “INSTRUMENTO CIRÚRGICO EM SERPENTINA”, depositado em 29 de maio de 2018, cujo conteúdo é aqui incorporado pela referência em sua íntegra.

CAMPO DA TÉCNICA

[002] A presente revelação se refere ao campo de dispositivos médicos, e, particularmente, a um instrumento cirúrgico em serpentina.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

[003] No processo de operação minimamente invasiva, os instrumentos cirúrgicos com juntas em serpentina e endoscópios com juntas em serpentina são frequentemente usados para evitar outros órgãos durante a cirurgia, que podem alcançar uma menor incisão para melhores resultados do tratamento, e reduzir o dano aos outros tecidos durante a operação. Entretanto, uma direção do movimento de uma extremidade do instrumento cirúrgico em serpentina é oposta a uma direção da operação de uma extremidade de operação, o que aumenta a dificuldade da operação para os médicos e os riscos cirúrgicos.

[004] Além do mais, embora a extremidade portátil do instrumento cirúrgico em serpentina possa ser reusada, por um lado, a vida útil do instrumento cirúrgico em serpentina ainda é determinada pela vida útil do efetor final e, por outro lado, os atuais instrumentos de cirurgia em serpentina reusáveis não são convenientes para a limpeza e a esterilização pós-operatórias. Além do mais, múltiplos instrumentos cirúrgicos em serpentina com os mesmos / diferentes efetores finais precisam ser preparados durante a cirurgia, o que desperdiça os recursos e aumenta o incômodo aos pacientes. Além do mais, a maioria dos atuais instrumentos cirúrgicos em serpentina substituíveis são complicados no desenho e onerosos.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[005] Várias modalidades reveladas na presente revelação proveem um instrumento cirúrgico em serpentina.

[006] Em um aspecto, algumas modalidades da presente revelação proveem um instrumento cirúrgico em serpentina, que inclui: uma extremidade portátil que inclui uma estrutura de pega, uma estrutura de pulso e uma estrutura de manipulação, em que a estrutura de manipulação é conectada na estrutura de pega pela estrutura de pulso, e a estrutura de pulso tem pelo menos um primeiro grau de liberdade rotacional; um componente substituível que inclui uma estrutura de serpentina, uma base de suporte da ferramenta e um efetor final que são conectados em sequência, em que a estrutura de serpentina tem um quinto grau de liberdade rotacional; uma estrutura de mudança rápida que inclui um acionador de junta desanexável, em que o acionador de junta desanexável inclui uma primeira junta de Hooke provida na estrutura de pega e um conector provido no componente substituível, a primeira junta de Hooke é conectada de forma desanexável no conector e tem um nono grau de liberdade rotacional; e um componente de transmissão que inclui uma primeira parte e uma segunda parte que ficam respectivamente dispostas no componente substituível e na extremidade portátil, em que a primeira parte conecta o conector e a estrutura de serpentina, a segunda parte conecta a estrutura de pulso e a primeira junta de Hooke, a primeira parte é configurada para acionar a estrutura de serpentina para realizar um quinto movimento rotacional de acordo com um nono movimento rotacional da primeira junta de Hooke, e a segunda parte é configurada para acionar a primeira junta de Hooke para realizar um nono movimento rotacional de acordo com um primeiro movimento rotacional da estrutura de pulso.

[007] No instrumento cirúrgico em serpentina exposto, a conexão desanexável entre a extremidade portátil e o componente substituível é realizada pela estrutura de mudança rápida, que pode realizar uma rápida substituição. A estrutura de mudança rápida realiza a transmissão e o corte da potência através da estrutura da junta de

Hooke e do conector, e o desenho é simples.

[008] Em uma modalidade, a estrutura de pulso tem adicionalmente um segundo grau de liberdade rotacional; a primeira junta de Hooke tem adicionalmente um décimo grau de liberdade rotacional; a segunda parte é adicionalmente configurada para acionar a primeira junta de Hooke para realizar um décimo movimento rotacional de acordo com um segundo movimento rotacional da estrutura de pulso; a estrutura de serpentina tem um sexto grau de liberdade rotacional; a primeira parte é adicionalmente configurada para acionar a estrutura de serpentina para realizar um sexto movimento rotacional de acordo com o décimo movimento rotacional da primeira junta de Hooke.

[009] Em uma modalidade, a primeira junta de Hooke realiza o nono movimento rotacional ao redor de um nono eixo geométrico, e a estrutura de serpentina realiza o quinto movimento rotacional ao redor de um quinto eixo geométrico; e o nono eixo geométrico é paralelo ao quinto eixo geométrico.

[010] Em uma modalidade, a primeira junta de Hooke realiza o nono movimento rotacional ao redor de um nono eixo geométrico, e a estrutura de serpentina realiza o quinto movimento rotacional ao redor de um quinto eixo geométrico; a primeira junta de Hooke realiza o décimo movimento rotacional ao redor de um décimo eixo geométrico, e a estrutura de serpentina realiza o sexto movimento rotacional ao redor de um sexto eixo geométrico; e o nono eixo geométrico é paralelo ao quinto eixo geométrico, e o décimo eixo geométrico é paralelo ao sexto eixo geométrico.

[011] Em uma modalidade, a estrutura de pulso realiza um primeiro movimento rotacional ao redor de um primeiro eixo geométrico e um segundo movimento rotacional ao redor de um segundo eixo geométrico; e o primeiro eixo geométrico é paralelo ao quinto eixo geométrico, e o segundo eixo geométrico é paralelo ao sexto eixo geométrico.

[012] Em uma modalidade, a primeira junta de Hooke tem uma armação interna e uma armação externa, a armação externa rota em relação à estrutura de pega ao redor do décimo eixo geométrico, e a armação interna rota em relação à armação externa ao redor do nono eixo geométrico.

[013] Em uma modalidade, o componente substituível inclui um alojamento, e um espaço definido pelo alojamento, o conector fica disposto no espaço e inclui uma placa de conexão que é disposta de forma móvel no alojamento do componente substituível e é conectada de forma desanexável na primeira junta de Hooke.

[014] Em uma modalidade, o conector inclui adicionalmente um componente de conexão elástico, através do qual a placa de conexão é fixa no alojamento do componente substituível.

[015] Em uma modalidade, pelo menos um pino é provido na armação interna da primeira junta de Hooke, e o pino inclui um corpo de pino e uma estrutura de saliência formada ao longo de uma direção axial do corpo de pino. O diâmetro externo da estrutura de saliência é maior do que o diâmetro externo do corpo de pino. O conector inclui a placa de conexão rotativamente conectada no componente substituível. Um furo do pino é provido em uma posição na placa de conexão correspondente ao pino, e o furo do pino inclui uma parte de grande diâmetro e uma parte de pequeno diâmetro que ficam dispostas lado a lado e sobrepõem uma com a outra. O tamanho da parte de grande diâmetro é adaptado ao diâmetro externo da estrutura de saliência, a parte de pequeno diâmetro tem pelo menos uma parte que é adaptada ao diâmetro externo do corpo de pino, e o tamanho de uma sobreposição entre a parte de grande diâmetro e a parte de pequeno diâmetro é configurado para permitir que o corpo de pino atravesse.

[016] Em uma modalidade, a primeira parte do componente de transmissão inclui um primeiro grupo de fios de transmissão e um segundo grupo de fios de transmissão, e a segunda parte do componente de transmissão inclui um terceiro grupo de fios de transmissão e um quarto grupo de fios de transmissão. As extremidades proximais do terceiro grupo de fios de transmissão e do quarto grupo de fios de transmissão são conectadas na estrutura de pulso, e as extremidades distais do terceiro grupo de fios de transmissão e do quarto grupo de fios de transmissão são conectadas na primeira junta de Hooke; as extremidades proximais do primeiro grupo de fios de transmissão e do segundo grupo de fios de transmissão são conectadas na placa de conexão, e as extremidades distais do primeiro grupo de fios de transmissão e do segundo grupo de fios de transmissão são conectadas na estrutura de serpentina. Através do primeiro grupo de fios de transmissão e do segundo grupo de fios de transmissão, a estrutura de serpentina é controlada para realizar o quinto movimento rotacional de acordo com os nove movimentos rotacionais da primeira junta de Hooke, e controla a estrutura de serpentina para realizar o sexto movimento rotacional de acordo com o décimo movimento rotacional da primeira junta de Hooke. Através do terceiro grupo de fios de transmissão e do quarto grupo de fios de transmissão, a primeira junta de Hooke é controlada para realizar o nono movimento rotacional de acordo com o primeiro movimento rotacional da estrutura de pulso, e controla a primeira junta de Hooke para realizar o segundo movimento rotacional de acordo com o décimo movimento rotacional da estrutura de pulso.

[017] Em uma modalidade, os pontos de conexão fixos das extremidades distais do primeiro grupo de fios de transmissão e do segundo grupo de fios de transmissão na estrutura de serpentina ficam dispostos correspondentemente aos pontos de conexão fixos das extremidades proximais do primeiro grupo de fios de transmissão e do segundo grupo de fios de transmissão na placa de conexão; e os pontos de conexão fixos entre as extremidades distais do terceiro grupo de fios de transmissão e do quarto grupo de fios de transmissão e a armação interna da primeira junta de Hooke ficam dispostos opostos aos pontos de conexão fixos entre as extremidades proximais do terceiro grupo de fios de transmissão e do quarto grupo de fios de transmissão e a estrutura de pulso; ou os pontos de conexão fixos das extremidades distais do primeiro grupo de fios de transmissão e do segundo grupo de fios de transmissão na estrutura de serpentina ficam dispostos opostos aos pontos de conexão fixos da extremidade proximal do primeiro grupo de fios de transmissão e do segundo grupo de fios de transmissão na placa de conexão; e os pontos de conexão fixos entre as extremidades distais do terceiro grupo de fios de transmissão e do quarto grupo de fios de transmissão e a armação interna da primeira junta de Hooke ficam dispostos correspondentemente aos pontos de conexão fixos entre as extremidades proximais do terceiro grupo de fios de transmissão e do quarto grupo de fios de transmissão e a estrutura de pulso.

[018] Em uma modalidade, os pontos de conexão fixos das extremidades distais do primeiro grupo de fios de transmissão e do segundo grupo de fios de transmissão na estrutura de serpentina são sequencialmente conectados para formar um primeiro retângulo, e um lado do primeiro retângulo é paralelo ao quinto eixo geométrico, e um outro lado é paralelo ao sexto eixo geométrico; os pontos de conexão fixos das extremidades proximais do primeiro grupo de fios de transmissão e do segundo grupo de fios de transmissão na placa de conexão são sequencialmente conectados para formar um segundo retângulo, e um lado do segundo retângulo é paralelo ao quinto eixo geométrico, e um outro lado é paralelo ao sexto eixo geométrico; os pontos de conexão fixos entre as extremidades distais do terceiro grupo de fios de transmissão e do quarto grupo de fios de transmissão e a armação interna da primeira junta de Hooke são sequencialmente conectados para formar um terceiro retângulo, e um lado do terceiro retângulo é paralelo ao nono eixo geométrico, e um outro lado é paralelo ao décimo eixo geométrico; e os pontos de conexão fixos entre as extremidades proximais do terceiro grupo de fios de transmissão e do quarto grupo de fios de transmissão e a estrutura de pulso são sequencialmente conectados para formar um quarto retângulo, e um lado do quarto retângulo é paralelo ao primeiro eixo geométrico, e um outro lado é paralelo ao segundo eixo geométrico.

[019] Em uma modalidade, o efetor final inclui pelo menos uma extremidade de ferramenta que é rotativamente conectada na base de suporte da ferramenta, a extremidade portátil inclui adicionalmente um componente de controle abre - fecha que é móvel em relação à estrutura de manipulação, o componente de transmissão inclui adicionalmente uma primeira estrutura flexível, e o componente de controle abre - fecha controla a rotação da extremidade de ferramenta através da primeira estrutura flexível.

[020] Em uma modalidade, a estrutura de mudança rápida inclui adicionalmente um primeiro eixo de conexão e um primeiro polo telescópico elástico conectado de forma desanexável no primeiro eixo de conexão, em que o primeiro eixo de conexão se estende na direção da extremidade proximal e através do conector, e o primeiro polo telescópico elástico se estende na direção da extremidade distal e através da primeira junta de Hooke. A estrutura de pega é adicionalmente provida com um primeiro motor, um primeiro sensor e um controlador, em que o primeiro sensor é configurado para detectar um movimento abre - fecha do componente de controle abre - fecha, e o controlador controla o primeiro motor para transmitir a potência de acordo com um sinal detectado pelo primeiro sensor. O primeiro motor aciona a primeira estrutura flexível através do primeiro polo telescópico elástico e do primeiro eixo de conexão.

[021] Em uma modalidade, uma face de extremidade do primeiro polo telescópico elástico é provida com uma saliência de posicionamento, uma face de extremidade do primeiro eixo de conexão é provida com uma ranhura de posicionamento que corresponde com a saliência de posicionamento, e uma conexão desanexável entre o primeiro polo telescópico elástico e o primeiro eixo de conexão é estabelecida pela cooperação da saliência de posicionamento e da ranhura de posicionamento.

[022] Em uma modalidade, o primeiro polo telescópico elástico inclui uma mola de compressão, um cilindro interno, e um cilindro externo disposto ao redor da periferia do cilindro interno, em que o cilindro interno é conectado em um eixo de saída do primeiro motor, o cilindro externo é axialmente móvel em relação ao cilindro interno, e a mola de compressão é configurada para prover uma força de acionamento que força o cilindro externo a se mover para longe do cilindro interno.

[023] Em uma modalidade, o efetor final inclui adicionalmente um primeiro componente de reversão, e a primeira estrutura flexível inclui um fio de aço e uma estrutura elástica que é configurada para prover uma força de acionamento que mantém a extremidade de ferramenta em um estado normalmente aberto. Uma extremidade proximal do fio de aço é enrolada no primeiro eixo de conexão, uma extremidade distal do fio de aço é conectada no primeiro componente de reversão, e o primeiro componente de reversão é usado para uma conversão entre um movimento translacional do fio de aço e um movimento abre - fecha da extremidade de ferramenta.

[024] Em uma modalidade, o efetor final inclui adicionalmente um segundo componente de reversão e um terceiro componente de reversão. A primeira estrutura flexível inclui um eixo flexível. O primeiro eixo de conexão é conectado no segundo componente de reversão. Uma extremidade proximal do eixo flexível é fixa no segundo componente de reversão, e uma extremidade distal do eixo flexível é conectada no terceiro componente de reversão para acionar a extremidade de ferramenta para alcançar o movimento abre - fecha. O terceiro componente de reversão é configurado para converter um movimento translacional do eixo flexível para o movimento abre - fecha da extremidade de ferramenta, e o segundo componente de reversão é configurado para converter um movimento rotacional do primeiro eixo de conexão para o movimento translacional do eixo flexível.

[025] Em uma modalidade, o componente de controle abre - fecha tem pelo menos uma extremidade abre - fecha que é rotativamente conectada na estrutura de manipulação, em que o primeiro sensor é um sensor Hall disposto na extremidade abre - fecha ou na estrutura de manipulação, ou o primeiro sensor é um disco de código do eixo rotativo disposto no eixo rotativo da extremidade abre - fecha.

[026] Em uma modalidade, a estrutura de manipulação é configurada para ser rotável ao redor de seu próprio eixo geométrico em relação à estrutura de pulso, e a base de suporte da ferramenta é configurada para ser rotável ao redor de seu próprio eixo geométrico em relação à estrutura de serpentina. O componente de transmissão inclui adicionalmente uma segunda estrutura de transmissão flexível para transmitir um movimento de giro da estrutura de manipulação para a base de suporte da ferramenta para fazer a base de suporte da ferramenta realizar um movimento de giro ao redor de seu eixo geométrico.

[027] Em uma modalidade, a estrutura de mudança rápida inclui adicionalmente um segundo eixo de conexão e um segundo polo telescópico elástico conectado de forma desanexável no segundo eixo de conexão, em que o segundo eixo de conexão se estende na direção da extremidade distal e através da primeira junta de Hooke, e o segundo polo telescópico elástico se estende na direção da extremidade proximal e através do conector. A estrutura de pega é adicionalmente provida com um segundo motor, um segundo sensor e um controlador, em que o segundo sensor é configurado para detectar o movimento de giro da estrutura de manipulação, o controlador controla o segundo motor para transmitir a potência de acordo com um sinal detectado pelo segundo sensor. O segundo motor aciona a segunda estrutura flexível através do segundo polo telescópico elástico e do segundo eixo de conexão.

[028] Em uma modalidade, a segunda estrutura flexível é um eixo flexível, e duas extremidades do eixo flexível são, respectivamente, fixamente conectadas no segundo eixo de conexão e na base de suporte da ferramenta.

[029] Em uma modalidade, a estrutura de pulso é provida com um suporte fixo, e o segundo sensor é um disco de código do eixo rotativo disposto no suporte fixo.

[030] Em uma modalidade, a estrutura de mudança rápida inclui adicionalmente uma estrutura de trava rápida configurada para restringir a rotação da primeira junta de Hooke e do conector ao longo de uma direção circunferencial do componente substituível.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[031] A figura 1 mostra um diagrama esquemático de um instrumento cirúrgico em serpentina com liberdades de movimento de acordo com uma modalidade da presente revelação; a figura 2 mostra um diagrama esquemático da desmontagem de um instrumento cirúrgico em serpentina de acordo com uma modalidade da presente revelação; a figura 3 mostra um diagrama esquemático de uma extremidade portátil de um instrumento cirúrgico em serpentina de acordo com uma modalidade da presente revelação; a figura 4 mostra um diagrama esquemático de uma estrutura de manipulação de acordo com uma modalidade da presente revelação; a figura 5 mostra um diagrama esquemático de uma estrutura de mudança rápida de acordo com uma modalidade da presente revelação; a figura 6 mostra um diagrama esquemático de um acionador de junta desanexável de uma extremidade portátil lado de acordo com uma modalidade da presente revelação; a figura 7 mostra um diagrama esquemático de um acionador de junta desanexável de um lado do componente substituível de acordo com uma modalidade da presente revelação; as figuras 8 e 9 mostram os diagramas esquemáticos de um componente de transmissão de acordo com uma modalidade da presente revelação; a figura 10 mostra um diagrama esquemático de uma conexão entre o acionador de junta desanexável do lado do componente substituível e o grupo de fios de transmissão de acordo com uma modalidade da presente revelação; a figura 11 mostra um diagrama esquemático de uma conexão entre o acionador de junta desanexável do lado da extremidade portátil e o grupo de fios de transmissão de acordo com uma modalidade da presente revelação; a figura 12 mostra um diagrama esquemático da conexão entre o acionador de junta desanexável e uma estrutura de transmissão flexível de acordo com uma modalidade da presente revelação; a figura 13 mostra um diagrama esquemático da conexão entre o acionador de junta desanexável do lado da extremidade portátil e uma estrutura de acionamento de acordo com uma modalidade da presente revelação.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

[032] As modalidades da presente revelação serão descritas com detalhes a seguir em relação aos desenhos anexos, de forma que os objetivos, recursos e vantagens expostos da presente revelação possam ser mais aparentes e compreensíveis. Na seguinte descrição, muitos detalhes específicos são explicados a fim de entender completamente a presente revelação. Entretanto, as várias modalidades da presente revelação podem ser implementadas de muitas outras maneiras diferentes daquelas aqui descritas, e os versados na técnica podem fazer melhorias similares sem fugir da conotação da presente revelação. Portanto, a presente revelação não é limitada pelas modalidades específicas reveladas a seguir.

[033] Um instrumento cirúrgico em serpentina proposto em uma modalidade da presente revelação será adicionalmente descrito com detalhes a seguir em relação aos desenhos e às modalidades específicas. Na presente revelação, para facilidade de entendimento, os termos “extremidade proximal” e “extremidade distal”, “extremidade superior” e “extremidade inferior” são usados, e estes termos se referem à orientação relativa, posição relativa, e direção dos elementos ou ações uns em relação aos outros a partir da perspectiva do médico que usa os instrumentos médicos. Os termos de “extremidade proximal”, “extremidade distal”, “extremidade superior”, e “extremidade inferior” não são restritivos, mas os termos de “extremidade proximal” e “extremidade inferior” usualmente se referem à extremidade do equipamento médico que está próximo do operador durante a operação normal, e os termos de “extremidade distal” e “extremidade superior” usualmente se referem à extremidade distante do operador.

[034] Da forma mostrada nas figuras 1 e 2, o instrumento cirúrgico em serpentina da presente revelação inclui uma extremidade portátil 1, um componente substituível 2, e uma estrutura de mudança rápida 3. A extremidade portátil 1 do instrumento cirúrgico em serpentina é reusável. O componente substituível 2 é desenhado para ser descartável ou desenhado para ser usado por um tempo limitado. A extremidade portátil 1 e o componente substituível 2 podem ser rapidamente desmontados e substituídos pela estrutura de mudança rápida 3.

[035] Adicionalmente, a extremidade portátil 1 inclui uma estrutura de pega 11, uma estrutura de manipulação 12 e uma estrutura de pulso 14. A estrutura de manipulação 12 é conectada na estrutura de pega 11 através da estrutura de pulso

14. Já que a estrutura de pulso 14 é capaz de ter mais do que um grau de liberdade rotacional, a estrutura de manipulação 12 pode rotar em mais do que uma direção diferente em relação à estrutura de pega 11. A estrutura de manipulação 12 também pode ser rotável ao redor de seu próprio eixo geométrico em relação à estrutura de pulso 14. O componente substituível 2 inclui uma estrutura de serpentina 21, uma base de suporte da ferramenta 22 e um efetor final 23 que são conectados em sequência.

[036] A figura 1 também mostra os graus de liberdade do movimento do instrumento cirúrgico em serpentina. Na modalidade mostrada na figura 1, a estrutura de manipulação 12 pode acionar a estrutura de serpentina 21 para se mover, desse modo, acionando o efetor final 23 para se mover. Na modalidade, a direção do movimento da estrutura de serpentina 21 é adicionalmente configurada para ser a mesma da direção do movimento da estrutura de manipulação 12 da extremidade portátil 1. Especificamente, a estrutura de pulso 14 tem dois graus de liberdade, tais como um primeiro grau de liberdade rotacional R1 e um segundo grau de liberdade rotacional R2, isto é, a estrutura de pulso 14 pode realizar um primeiro movimento rotacional ao redor de um primeiro eixo geométrico L1 (movimento de arfagem na modalidade) e um segundo movimento rotacional ao redor de um segundo eixo geométrico L2 (movimento de guinada na modalidade). A estrutura de serpentina 21 tem dois graus de liberdade rotacionais, tais como um quinto grau de liberdade rotacional R5 e um sexto grau de liberdade rotacional R6, isto é, a estrutura de serpentina 21 pode realizar um quinto movimento rotacional ao redor de um quinto eixo geométrico L5 (movimento de arfagem na modalidade) e um sexto movimento rotacional ao redor de um sexto eixo geométrico L6 (movimento de guinada na modalidade). Adicionalmente, a estrutura de manipulação 12 aciona a estrutura de pulso 14 para realizar o movimento de arfagem ao redor do primeiro eixo geométrico L1, e aciona a estrutura de serpentina 21 para realizar o movimento de arfagem na mesma direção ao redor do correspondente quinto eixo geométrico L5, desse modo, acionando o efetor final 23 para realizar o movimento de arfagem na mesma direção da estrutura de serpentina 21. Neste momento, o primeiro eixo geométrico L1 pode ser paralelo ao quinto eixo geométrico L5. A estrutura de manipulação 12 aciona a estrutura de pulso 14 para realizar um movimento de guinada ao redor do segundo eixo geométrico L2, e aciona a estrutura de serpentina 21 para realizar o movimento de guinada na mesma direção ao redor do correspondente sexto eixo geométrico L6, desse modo, acionando o efetor final 23 para realizar o movimento de guinada na mesma direção. Neste momento, o segundo eixo geométrico L2 pode ser paralelo ao sexto eixo geométrico L6. Assim, o efetor final 23 tem dois graus de liberdade R5’ e R6’.

[037] Na modalidade, o efetor final 23 não é particularmente limitado e pode ser selecionado pelo médico de acordo com as necessidades cirúrgicas. Por exemplo, o efetor final 23 pode compreender tesoura, pinças, clampes, fórceps, e outros efetores finais com extremidades de múltiplas ferramentas, ou também pode ser outros efetores finais eletrodinâmicos, tais como aquecedor de resistência, componentes de acionamento do motor, etc. Certamente, de acordo com as necessidades do médico, o efetor final 23 também pode ser selecionado como outras formas, por exemplo, um efetor final com extremidade de ferramenta única, tal como um gancho.

[038] Devido a diferentes tipos de efetores finais 23, os instrumentos cirúrgicos em serpentina podem ter diferentes graus de liberdade. Por exemplo, o efetor final 23 inclui pelo menos uma extremidade de ferramenta que é rotativamente conectada na base de suporte da ferramenta 22. Neste momento, um grau de liberdade é adicionado no efetor final 23. Em uma modalidade, da forma mostrada na figura 1, o efetor final 23 pode ser fórceps. Portanto, o efetor final 23 tem adicionalmente um terceiro grau de liberdade, tal como um grau de liberdade abre-fecha R7, para completar uma ação de clampeamento. Em relação à figura 3, correspondentemente, a extremidade portátil

1 inclui adicionalmente um componente de controle abre - fecha 13 disposto na estrutura de manipulação 12, e o componente de controle abre - fecha 13 pode rotar em relação à estrutura de manipulação 12 para formar um terceiro grau de liberdade R3, desse modo, controlando o movimento abre - fecha do efetor final 23. Uma configuração de movimento do componente de controle abre - fecha 13 da extremidade portátil 1 pode ser configurada para ser igual àquela do efetor final 23, isto é, quando o componente de controle abre - fecha 13 for aberto, o efetor final 23 realiza uma operação de abertura, e, quando o componente de controle abre - fecha 13 for fechado, o efetor final 23 realiza uma operação de fechamento, desse modo, concluindo a ação de clampeamento.

[039] Em uma outra modalidade, a estrutura de manipulação 12 da extremidade portátil 1 também pode ter um quarto grau de liberdade rotacional R4, isto é, a estrutura de manipulação 12 pode ser rotável em giro ao redor de seu próprio eixo geométrico L4 em relação à estrutura de pulso 14. Correspondentemente, a base de suporte da ferramenta 22 tem um oitavo grau de liberdade rotacional R8, isto é, a base de suporte da ferramenta 22 pode ser rotável em giro ao redor de seu próprio eixo geométrico L8 em relação à estrutura de serpentina 21. Quando a estrutura de manipulação 12 realizar um movimento de giro ao redor de seu eixo geométrico, a mesma pode acionar a base de suporte da ferramenta 22 para rotar ao redor de seu eixo geométrico L8 para formar um oitavo grau de liberdade rotacional R8, de forma que o efetor final 23 tenha um quarto grau de liberdade R8’.

[040] Da forma mostrada na figura 5, a estrutura de mudança rápida 3 inclui um acionador de junta desanexável 32. O acionador de junta desanexável 32 inclui uma primeira junta de Hooke 321 disposta no lado da extremidade portátil 1 e um conector 322 disposto no lado do componente substituível 2.

[041] Adicionalmente, uma estrutura de trava rápida também é provida entre a extremidade portátil 1 e o componente substituível 2 para restringir o movimento relativo entre os mesmos nas direções circunferencial e axial. A estrutura específica da estrutura de trava rápida não é particularmente limitada na presente revelação,

mas pode ser qualquer estrutura capaz de realizar as funções de travamento e limitação. Por exemplo, a estrutura de trava rápida inclui uma parte de trava rápida disposta na estrutura de pega 11 da extremidade portátil 1, e o componente substituível 2 é provido com uma parte de junta rápida que é conectada na ou desanexável da parte de trava rápida. A estrutura de pega também é provida com um elemento de elástico para manter a parte de trava rápida em um estado conectado. Por exemplo, em uma modalidade específica, a parte de trava rápida é uma fivela. Uma extremidade da fivela é rotativamente conectada na extremidade portátil 1, e uma mola de torsão é provida entre a fivela e a extremidade portátil 1. A outra extremidade da fivela é provida com uma saliência. Correspondentemente, o componente substituível 2 é provido com uma ranhura de encaixe que corresponde com a saliência na fivela, desse modo, impedindo o movimento relativo entre a extremidade portátil 1 e o componente substituível 2. Quando a extremidade portátil 1 precisar ser conectada no componente substituível 2 para a montagem, a fivela rota contra a resistência da mola de torsão, de forma que a extremidade portátil 1 seja conectada no componente substituível 2, e, então, a fivela seja liberada, a saliência na fivela é correspondida com a ranhura de encaixe sob uma força elástica da mola de torsão, de forma que a extremidade portátil 1 e o componente substituível 2 sejam montados em conjunto.

[042] Da forma mostrada nas figuras 6 e 7, o acionador de junta desanexável 32 inclui uma primeira junta de Hooke 321 disposta no lado da extremidade portátil 1 e um conector 322 disposto no lado do componente substituível 2. A primeira junta de Hooke 321 inclui uma primeira armação externa da junta de Hooke 3211 e uma primeira armação interna da junta de Hooke 3212, e a primeira armação externa da junta de Hooke 3211 é conectada em uma concha da extremidade portátil 1 e pode realizar um décimo movimento rotacional ao redor de um décimo eixo geométrico 33. A primeira armação interna da junta de Hooke 3212 é conectada na primeira armação externa da junta de Hooke 3211 e pode realizar um nono movimento rotacional ao redor do nono eixo geométrico 34. O décimo eixo geométrico 33 pode ser paralelo ao sexto eixo geométrico L6. Adicionalmente, o décimo eixo geométrico 33 também pode ser paralelo ao segundo eixo geométrico L2. O nono eixo geométrico 34 é paralelo ao quinto eixo geométrico L5. Adicionalmente, o nono eixo geométrico 34 também pode ser paralelo ao primeiro eixo geométrico L1. Da forma mostrada na figura 5, o componente substituível 2 inclui um alojamento 201 e um espaço definido pelo alojamento 201. O conector 322 fica disposto no espaço. O conector 322 inclui um componente de conexão elástico e uma placa de conexão 3222 que é conectada no alojamento do componente substituível 2 pelo componente de conexão elástico, de forma que a placa de conexão 3222 possa realizar um movimento de guinada em relação ao alojamento do componente substituível 2. Adicionalmente, uma borda externa da placa de conexão 3222 não é maior do que uma borda externa da primeira armação interna da junta de Hooke 3212. O componente de conexão elástico é um elemento elástico, tais como uma mola de tensão ou uma mola de compressão. Através do componente de conexão elástico, a placa de conexão 3222 pode manter uma distância a partir do alojamento do componente substituível 2, e, em um estado de funcionamento, a placa de conexão 3222 pode se mover em sincronia com a primeira junta de Hooke 321. Na modalidade mostrada na figura 7, o componente de conexão elástico inclui quatro molas de conexão 3221 que ficam respectivamente dispostas em quatro posições de canto da placa de conexão 3222. A placa de conexão 3222 fica disposta no espaço definido pelo alojamento do componente substituível 2 através das molas de conexão 3221.

[043] Da forma mostrada nas figuras 6 e 7, um elemento de limitação é provido na primeira armação interna da junta de Hooke 3212 para impedir um deslocamento mútuo entre a primeira junta de Hooke 321 e o conector 322 na direção axial do componente substituível 2. O elemento de limitação pode ser pelo menos um pino

3213. O pino 3213 inclui um corpo de pino e uma estrutura de saliência formada ao longo de uma direção axial do corpo de pino. Um diâmetro externo da estrutura de saliência é maior do que aquele do corpo de pino. Correspondentemente, um furo do pino em forma de cuia 3223 é provido em uma posição na placa de conexão 3222 correspondente ao pino 3213. O furo do pino em forma de cuia 3223 inclui uma parte de grande diâmetro 32232 e uma parte de pequeno diâmetro 32233. Um diâmetro da perfuração da parte de grande diâmetro 32232 do furo do pino em forma de cuia 3223 corresponde com um diâmetro externo da estrutura de saliência no pino 3213 para acomodar o pino 3213. Um diâmetro da perfuração da parte de pequeno diâmetro 32233 do furo do pino em forma de cuia 3223 corresponde pelo menos parcialmente com o diâmetro externo do corpo de pino. Isto é, a parte de pequeno diâmetro 32233 do furo do pino em forma de cuia 3223 pode ser um furo com diâmetros variáveis, o maior diâmetro corresponde com o diâmetro externo da estrutura de saliência, e o menor diâmetro corresponde com o diâmetro externo do corpo de pino. Alternativamente, a parte de pequeno diâmetro 32233 do furo do pino em forma de cuia 3223 é um furo que corresponde com o diâmetro externo do corpo de pino. Isto é, o diâmetro da perfuração da parte de pequeno diâmetro 32233 do furo do pino em forma de cuia 3223 varia na direção axial, mas pelo menos parte dos diâmetros da perfuração é maior do que ou igual ao diâmetro externo do corpo de pino e menor do que o diâmetro externo da estrutura protuberante para impedir que o pino 3213 se mova axialmente. Adicionalmente, um tamanho da sobreposição entre a parte de grande diâmetro e a parte de pequeno diâmetro é configurado para permitir que o corpo de pino atravesse.

[044] Em um estado montado, o pino 3213 na primeira armação interna da junta de Hooke 3212 é montado na parte de pequeno diâmetro 32233 do furo do pino em forma de cuia 3223. Especificamente, durante a montagem da extremidade portátil 1 e do componente substituível 2, a fivela é pressionada e a parte de grande diâmetro 32232 do furo do pino em forma de cuia 3223 do conector 322 é alinhada com o pino 3213 da primeira junta de Hooke. O pino 3213 com a estrutura de saliência é inserido a partir da parte de grande diâmetro 32232 do furo do pino em forma de cuia 3223. Então, o componente substituível 2 / a extremidade portátil 1 são rotacionados, de forma que o pino 3213 com a estrutura de saliência seja aparafusado no interior da parte de pequeno diâmetro 32233 do furo do pino em forma de cuia 3223 para restringir o movimento relativo entre a primeira junta de Hooke 321 e o conector 322 ao longo da direção do eixo geométrico do componente substituível 2. Ao mesmo tempo, afrouxa-se a fivela da extremidade portátil 1 de forma que a fivela na concha da extremidade portátil 1 seja montada com a ranhura de encaixe 24 no alojamento do componente substituível 2. Através da estrutura de trava rápida, os movimentos da extremidade portátil 1 e do componente substituível 2 ao longo das direções circunferencial e axial do componente substituível 2 são restritos, de forma que a extremidade portátil 1 e o componente substituível 2 sejam travados pela estrutura de mudança rápida 3.

[045] Da forma mostrada na figura 8, o instrumento cirúrgico em serpentina também inclui um dispositivo sensor, um controlador, um dispositivo de acionamento 5, e um componente de transmissão 6. O dispositivo sensor, o controlador e o dispositivo de acionamento 5 ficam dispostos na extremidade portátil 1, e o componente de transmissão 6 fica disposto em um espaço definido por uma cavidade da estrutura de pega 11 e o alojamento 201 do componente substituível 2. Uma estrutura de manipulação 12 da extremidade portátil 1 controla o movimento de arfagem e o movimento de guinada do efetor final 23 através do componente de transmissão 6. O dispositivo sensor é comunicativamente conectado no controlador para detecção do movimento abre - fecha do componente de controle abre - fecha 13 e/ou do movimento de giro da estrutura de manipulação 12, e transmissão do sinal de movimento detectado para o controlador. O controlador controla o dispositivo de acionamento 5 para transmitir a potência de acordo com o sinal detectado pelo dispositivo sensor. Através do componente de transmissão 6, o dispositivo de acionamento 5 controla o efetor final 23 para realizar o movimento abre - fecha e/ou a base de suporte da ferramenta 22 para realizar o movimento de giro ao redor de seu eixo geométrico L8. Adicionalmente, as direções de movimento do efetor final 23 e da base de suporte da ferramenta 22 são as mesmas direções de movimento do componente de controle abre - fecha 13 e da estrutura de manipulação 12.

[046] As figuras 8 e 9 mostram os diagramas esquemáticos do componente de transmissão 6. O componente de transmissão 6 inclui uma primeira parte e uma segunda parte, que ficam respectivamente localizadas no componente substituível 2 e na extremidade portátil 1. A primeira parte conecta o conector 322 e a estrutura de serpentina 21, ao mesmo tempo em que a segunda parte conecta a estrutura de pulso 14 e a primeira junta de Hooke 321. A primeira parte é configurada para acionar a estrutura de serpentina 21 para realizar o quinto movimento rotacional com o nono movimento rotacional da primeira junta de Hooke 321, e para acionar a estrutura de serpentina 21 para realizar um sexto movimento rotacional de acordo com o décimo movimento rotacional da primeira junta de Hooke 321. A segunda parte é configurada para acionar a primeira junta de Hooke 321 para realizar o nono movimento rotacional de acordo com o primeiro movimento rotacional da estrutura de pulso 14, e para acionar a primeira junta de Hooke 321 para realizar o décimo movimento rotacional de acordo com o segundo movimento rotacional da estrutura de pulso 14.

[047] Adicionalmente, a primeira parte inclui um primeiro grupo de fios de transmissão 61 e um segundo grupo de fios de transmissão 62, ao mesmo tempo em que a segunda parte inclui um terceiro grupo de fios de transmissão 61’ e um quarto grupo de fios de transmissão 62’. O primeiro grupo de fios de transmissão 61 e o segundo grupo de fios de transmissão 62 ficam dispostos no lado do componente substituível, e o terceiro grupo de fios de transmissão 61’ e o quarto grupo de fios de transmissão 62’ ficam dispostos no lado da extremidade portátil. A estrutura de manipulação 12 da extremidade portátil 1 controla o movimento de arfagem e o movimento de guinada da estrutura de serpentina 21 através do primeiro grupo de fios de transmissão 61, do segundo grupo de fios de transmissão 62, do terceiro grupo de fios de transmissão 61’ e do quarto grupo de fios de transmissão 62’.

[048] Adicionalmente, as extremidades proximais do terceiro grupo de fios de transmissão 61’ e do quarto grupo de fios de transmissão 62’ são conectadas na estrutura de pulso 14, e as extremidades distais são conectadas na primeira armação interna da junta de Hooke 3212 da primeira junta de Hooke 321. As extremidades proximais do primeiro grupo de fios de transmissão 61 e do segundo grupo de fios de transmissão 62 são conectadas na placa de conexão 3222, e as extremidades distais do primeiro grupo de fios de transmissão 61 e do segundo grupo de fios de transmissão 62 são conectadas na estrutura de serpentina 21.

[049] Além do mais, os pontos de conexão fixos das extremidades distais do primeiro grupo de fios de transmissão 61 e do segundo grupo de fios de transmissão 62 na estrutura de serpentina 21 são sequencialmente conectados para formar um primeiro retângulo X1. Um lado do primeiro retângulo X1 é paralelo ao quinto eixo geométrico L5, e um outro lado do primeiro retângulo X1 é paralelo ao sexto eixo geométrico L6. Os pontos de conexão fixos das extremidades proximais do primeiro grupo de fios de transmissão 61 e do segundo grupo de fios de transmissão 62 na estrutura de serpentina 3222 são sequencialmente conectados para formar um segundo retângulo X2. Um lado do segundo retângulo X2 é paralelo ao quinto eixo geométrico L5, e um outro lado do segundo retângulo X2 é paralelo ao sexto eixo geométrico L6. Ao mesmo tempo, os pontos de conexão fixos entre as extremidades distais do terceiro grupo de fios de transmissão 61’ e do quarto grupo de fios de transmissão 62’ e a primeira armação interna da junta de Hooke da primeira junta de Hooke 321 são sequencialmente conectados para formar um terceiro retângulo X3. Um lado do terceiro retângulo X3 é paralelo ao nono eixo geométrico 34 e um outro lado do terceiro retângulo X3 é paralelo ao décimo eixo geométrico 33. Os pontos de conexão fixos entre as extremidades proximais do terceiro grupo de fios de transmissão 61’ e do quarto grupo de fios de transmissão 62’ e a estrutura de pulso 14 são sequencialmente conectados para formar um quarto retângulo X4. Um lado do quarto retângulo X4 é paralelo ao primeiro eixo geométrico L1, e um outro lado do quarto retângulo X4 é paralelo ao segundo eixo geométrico L2.

[050] Além do mais, os pontos de conexão fixos das extremidades distais do primeiro grupo de fios de transmissão 61 e do segundo grupo de fios de transmissão 62 na estrutura de serpentina 21 ficam dispostos correspondentemente aos pontos de conexão fixos das extremidades proximais do primeiro grupo de fios de transmissão 61 e do segundo grupo de fios de transmissão 62 na placa de conexão 3222. Ao mesmo tempo, os pontos de conexão fixos entre as extremidades distais do terceiro grupo de fios de transmissão 61’ e do quarto grupo de fios de transmissão 62’ e a primeira armação interna da junta de Hooke da primeira junta de Hooke 321 ficam dispostos opostos aos pontos de conexão fixos entre as extremidades proximais do terceiro grupo de fios de transmissão 61’ e do quarto grupo de fios de transmissão 62’ e a estrutura de pulso 14. Alternativamente, os pontos de conexão fixos das extremidades distais do primeiro grupo de fios de transmissão 61 e do segundo grupo de fios de transmissão 62 na estrutura de serpentina 21 ficam dispostos opostos ao ponto de conexão fixo das extremidades proximais do primeiro grupo de fios de transmissão 61 e do segundo grupo de fios de transmissão 62 na placa de conexão

3222. Ao mesmo tempo, os pontos de conexão fixos entre as extremidades distais do terceiro grupo de fios de transmissão 61’ e do quarto grupo de fios de transmissão 62’ e a primeira armação interna da junta de Hooke da primeira junta de Hooke 321 ficam dispostos correspondentemente aos pontos de conexão fixos entre as extremidades proximais do terceiro grupo de fios de transmissão 61’ e do quarto grupo de fios de transmissão 62’ e a estrutura de pulso 14. Através da conexão do primeiro grupo de fios de transmissão 61, do segundo grupo de fios de transmissão 62, do terceiro grupo de fios de transmissão 61’ e do quarto grupo de fios de transmissão 62’ em uma configuração como esta, as direções do movimento da arfagem e da guinada da estrutura de manipulação 12 são as mesmas da arfagem e da guinada do efetor final

23.

[051] Em uma modalidade, em relação à figura 9, os pontos de conexão fixos entre as extremidades distais do primeiro grupo de fios de transmissão 61 e do segundo grupo de fios de transmissão 62 e a estrutura de serpentina 21 ficam dispostos correspondentemente aos pontos de conexão fixos entre as extremidades proximais do primeiro grupo de fios de transmissão 61 e do segundo grupo de fios de transmissão 62 e o conector 322. Os pontos de conexão fixos entre as extremidades distais do terceiro grupo de fios de transmissão 61’ e do quarto grupo de fios de transmissão 62’ e a primeira junta de Hooke 321 ficam dispostos opostos aos pontos de conexão fixos entre as extremidades proximais do terceiro grupo de fios de transmissão 61’ e do quarto grupo de fios de transmissão 62’ e a estrutura de pulso

14.

[052] Além do mais, da forma mostrada na figura 10, as posições superior esquerda, superior direita, inferior esquerda e inferior direita da placa de conexão 3222 são respectivamente providas com quatro pontos fixos em uma face frontal da mesma, a saber, um primeiro ponto fixo 322A, um segundo ponto fixo 322B, um terceiro ponto fixo 322C, e um quarto ponto fixo 322D. As orientações de “superior esquerda”, “superior direita”, “inferior esquerda”, e “inferior direita” se referem às orientações quando voltadas para a face frontal da placa de conexão (isto é, a face de extremidade do conector 322 oposta à primeira junta de Hooke 321, da forma mostrada na figura 9). Durante a visualização da extremidade proximal até a extremidade distal, o primeiro ponto fixo 322A fica localizado na posição superior esquerda, o segundo ponto fixo 322B fica localizado na posição superior direita, o terceiro ponto fixo 322C fica localizado na posição inferior esquerda, e o quarto ponto fixo 322D fica localizado na posição inferior direita. O primeiro ponto fixo 322A (posição superior esquerda) e o quarto ponto fixo 322D (posição inferior direita) são fixamente conectados na extremidade proximal do primeiro grupo de fios de transmissão 61, ao mesmo tempo em que o segundo ponto fixo 322B (posição superior direita) e o terceiro ponto fixo 322C (posição inferior esquerda) são fixamente conectados na extremidade proximal do segundo grupo de fios de transmissão 62. Os pontos de conexão fixos das extremidades distais do primeiro grupo de fios de transmissão 61 e do segundo grupo de fios de transmissão 62 na estrutura de serpentina 21 ficam dispostos em simetria especular com os pontos de conexão fixos do primeiro grupo de fios de transmissão 61 e do segundo grupo de fios de transmissão 62 na placa de conexão 3222. Especificamente, a estrutura de serpentina 21 também é provida com quatro pontos fixos que ficam respectivamente localizados nas posições superior esquerda, superior direita, inferior esquerda e inferior direita da estrutura de serpentina 21 (a orientação se refere à orientação quando voltada para a face de extremidade da estrutura de serpentina 21 oposta à face frontal da placa de conexão). Tomando a conexão do primeiro grupo de fios de transmissão 61 como um exemplo, o primeiro grupo de fios de transmissão 61 inclui um fio de transmissão superior 61a e um fio de transmissão inferior 61b. Uma extremidade distal do fio de transmissão superior 61a é conectada no ponto fixo superior esquerdo da estrutura de serpentina 21 (a orientação se refere à orientação quando voltada para a face de extremidade da estrutura de serpentina 21 oposta à face frontal da placa de conexão), ao mesmo tempo em que a extremidade proximal do fio de transmissão superior 61a é fixamente conectada no primeiro ponto fixo 322A da placa de conexão 3222. Uma extremidade distal do fio de transmissão inferior 61b é conectada no ponto fixo inferior direito da estrutura de serpentina 21 (a orientação se refere à orientação quando voltada para a face de extremidade da estrutura de serpentina 21 oposta à face frontal da placa de conexão), ao mesmo tempo em que a extremidade proximal do fio de transmissão inferior 61b é fixamente conectada no quarto ponto fixo 322D da placa de conexão 3222.

[053] Correspondentemente, da forma mostrada na figura 11, a primeira armação interna da junta de Hooke 3212 é provida com quatro pontos fixos correspondentes, a saber, o quinto ponto fixo 321A, o sexto ponto fixo 321B, o sétimo ponto fixo 321C e o oitavo ponto fixo 321D, que ficam respectivamente localizados nas posições superior esquerda, superior direita, inferior esquerda e inferior direita da face posterior da primeira armação interna da junta de Hooke 3212. As orientações de “superior esquerda”, “superior direita”, “inferior esquerda”, e “inferior direita” se referem às orientações quando voltadas para a face posterior da primeira armação interna da junta de Hooke (isto é, a face de extremidade da primeira junta de Hooke oposta ao dispositivo de acionamento, da forma mostrada na figura 11). O quinto ponto fixo 321A e o oitavo ponto fixo 321D são usados para ser fixamente conectados na extremidade distal do terceiro grupo de fios de transmissão 61’, e o sexto ponto fixo 321B e o sétimo ponto fixo 321C são usados para ser fixamente conectados na extremidade distal do quarto grupo de fios de transmissão 62’.

[054] A estrutura de manipulação 12 controla a estrutura de pulso 14 para alcançar os movimentos de arfagem e guinada, que são transmitidos para a primeira junta de Hooke 321 através do terceiro grupo de fios de transmissão 61’ e do quarto grupo de fios de transmissão 62’, e a primeira junta de Hooke 321 e a estrutura de manipulação 12 se movem na mesma direção. Portanto, os pontos de conexão fixos entre as extremidades distais do terceiro grupo de fios de transmissão 61’ e do quarto grupo de fios de transmissão 62’ e a primeira armação interna da junta de Hooke 3212 são configurados para ficarem dispostos opostos aos pontos de conexão fixos entre as extremidades proximais do terceiro grupo de fios de transmissão 61’ e do quarto grupo de fios de transmissão 62’ e a estrutura de pulso 14. Especificamente, a estrutura de pulso 14 é provida com quatro pontos de conexão fixos, a saber, um primeiro ponto de conexão fixo 14A, o segundo ponto de conexão fixo (não numerado), um terceiro ponto de conexão fixo (não numerado), um quarto ponto de conexão fixo 14D, que ficam respectivamente localizados nas posições inferior esquerda, inferior direita, superior esquerda, superior direita de uma face posterior da estrutura de pulso 14 (isto é, uma face da estrutura de pulso 14 longe da estrutura de manipulação 12). As orientações de “superior esquerda”, “superior direita”, “inferior esquerda”, e “inferior direita” se referem às orientações quando voltadas para a face posterior da estrutura de pulso 14 (isto é, o eixo geométrico da estrutura de pulso é perpendicular ao correspondente eixo geométrico da estrutura de serpentina 21, da forma mostrada na figura 11).

[055] Tomando a conexão do terceiro grupo de fios de transmissão 61’ como um exemplo, o terceiro grupo de fios de transmissão 61’ inclui um primeiro fio de transmissão 61a’ e um segundo fio de transmissão 61b’. A extremidade distal do primeiro fio de transmissão 61a’ é conectada no oitavo ponto fixo 321D da primeira armação interna da junta de Hooke 3212, e a extremidade proximal do primeiro fio de transmissão 61a’ é fixamente conectada no primeiro ponto de conexão fixo 14A da estrutura de pulso 14. A extremidade distal do segundo fio de transmissão 61b’ é conectada no quinto ponto fixo 321A da primeira armação interna da junta de Hooke 3212, e a extremidade proximal do segundo fio de transmissão 61b’ é fixamente conectada no quarto ponto de conexão fixo 14D da estrutura de pulso 14.

[056] Os versados na técnica devem entender que os pontos de conexão fixos das extremidades distais do primeiro grupo de fios de transmissão 61 e do segundo grupo de fios de transmissão 62 na estrutura de serpentina 21 ficam dispostos em simetria especular com os pontos de conexão fixos das extremidades proximais do primeiro grupo de fios de transmissão 61 e do segundo grupo de fios de transmissão 62 na placa de conexão 3222. Neste ínterim, os pontos de conexão fixos entre as extremidades distais do terceiro grupo de fios de transmissão 61’ e do quarto grupo de fios de transmissão 62’ e a primeira armação interna da junta de Hooke 3212 ficam dispostos correspondentes aos pontos de conexão fixos entre as extremidades proximais do terceiro grupo de fios de transmissão 61’ e do quarto grupo de fios de transmissão 62’ e a estrutura de pulso 14. Com este arranjo, a estrutura de pulso 14 e a estrutura de serpentina 21 também podem se mover na mesma direção.

[057] Adicionalmente, da forma mostrada nas figuras 8 a 9, o componente de transmissão 6 inclui adicionalmente uma primeira estrutura de transmissão flexível 63 e uma segunda estrutura de transmissão flexível 64. A primeira estrutura de transmissão flexível 63 e a segunda estrutura de transmissão flexível 64 ficam dispostas no lado do componente substituível. A primeira estrutura de transmissão flexível 63 é usada para controlar o movimento abre - fecha do efetor final 23. A segunda estrutura de transmissão flexível 64 é usada para controlar a rotação em giro da base de suporte da ferramenta 22.

[058] Em uma modalidade, o componente de controle abre - fecha 13 controla o movimento abre - fecha do efetor final 23 através da primeira estrutura de transmissão flexível 63, e a estrutura de manipulação 12 controla o movimento de giro da base de suporte da ferramenta 22 através da segunda estrutura de transmissão flexível 64. Adicionalmente, a direção do movimento abre - fecha do efetor final 23 e a direção do movimento de giro da base de suporte da ferramenta 22 são configuradas para ser as mesmas direção do movimento abre - fecha do componente de controle abre - fecha 13 e direção do movimento de giro da estrutura de manipulação 12, respectivamente.

[059] Em uma modalidade específica, da forma mostrada na figura 8, o efetor final inclui adicionalmente um primeiro componente de reversão.

A primeira estrutura de transmissão flexível 63 pode ser uma combinação de um fio de aço 631 e uma estrutura elástica 632. O fio de aço 631 é conectado no efetor final 23 através do primeiro componente de reversão.

A estrutura elástica 632 é usada para manter o efetor final 23 em um estado normalmente aberto.

Por exemplo, quando a estrutura elástica 632 for uma mola de compressão, a mola de compressão fica disposta entre as extremidades de ferramenta do efetor final 23 para manter o efetor final 23 no estado normalmente aberto.

Como um outro exemplo, da forma mostrada na figura 8, a extremidade proximal da mola de compressão apoia na base de suporte da ferramenta 22, e a extremidade distal da mola de compressão é conectada no primeiro componente de reversão.

A mola de compressão é comprimida quando o primeiro componente de reversão se mover na direção da extremidade proximal.

O primeiro componente de reversão é usado para a conversão entre um movimento axial do fio de aço 631 e o movimento rotacional do efetor final 23. Por exemplo, o movimento translacional do fio de aço 631 na direção da extremidade proximal é convertido para o movimento rotacional das extremidades de ferramenta pelo primeiro componente de reversão, para controlar o fechamento do efetor final 23. Adicionalmente, o movimento rotacional das extremidades de ferramenta é convertido para o movimento translacional do fio de aço 631 na direção da extremidade distal pelo primeiro componente de reversão, para controlar uma redefinição do fio de aço 631 ou para realizar a abertura do efetor final 23 e o movimento translacional do fio de aço 631 na direção da extremidade distal pelo primeiro componente de reversão.

Os versados na técnica devem entender que a estrutura elástica 632 também pode ser uma mola de tensão.

A mola de tensão pode ficar disposta entre o efetor final 23 e a base de suporte da ferramenta 22 para manter o efetor final 23 no estado normalmente aberto.

Alternativamente, a estrutura elástica 632 também pode ser uma mola de torsão disposta no primeiro eixo de conexão 3224 e/ou no primeiro polo telescópico elástico 3214 para manter o efetor final 23 no estado normalmente aberto.

Alternativamente, a estrutura elástica 632 também pode ser uma mola disposta entre o componente de controle abre - fecha 13 e a estrutura de manipulação 12 (por exemplo, a mola de compressão fica disposta entre a extremidade abre - fecha e a estrutura de manipulação 12 para manter a extremidade abre - fecha no estado normalmente aberto) para manter o efetor final 23 no estado normalmente aberto. A segunda estrutura de transmissão flexível 64 é um eixo flexível, cuja extremidade distal é fixamente conectada na base de suporte da ferramenta 22 para controlar o efetor final 23 para rotar ao redor de seu eixo geométrico.

[060] Adicionalmente, em relação às figuras 6 e 7, um primeiro polo telescópico elástico 3214 e um segundo polo telescópico elástico 3215 ficam dispostos em um furo central da primeira armação interna da junta de Hooke 3212. Um primeiro eixo de conexão 3224 e um segundo eixo de conexão 3225 ficam correspondentemente dispostos em um furo central da placa de conexão 3222. O primeiro eixo de conexão 3224 e o segundo eixo de conexão 3225 são respectivamente suportados por mancais. Por exemplo, pelos mancais, o primeiro eixo de conexão 3224 e o segundo eixo de conexão 3225 são suportados em uma placa de montagem fixa no alojamento do componente substituível 2. A extremidade proximal do primeiro eixo de conexão 3224 pode ser conectada de forma desanexável na extremidade distal do primeiro polo telescópico elástico 3214, e a extremidade proximal do segundo eixo de conexão 3225 pode ser conectada de forma desanexável na extremidade distal do segundo polo telescópico elástico 3215, desse modo, realizando a transmissão / desconexão da força de acionamento. Adicionalmente, da forma mostrada na figura 7, duas ranhuras de posicionamento 3226 ficam respectivamente dispostas na face de extremidade da extremidade proximal do primeiro eixo de conexão 3224 e do segundo eixo de conexão 3225. Correspondentemente, da forma mostrada na figura 6, duas saliências de posicionamento 3216 ficam respectivamente dispostas na face de extremidade da extremidade distal do primeiro polo telescópico elástico 3214 e do segundo polo telescópico elástico 3215. A ranhura de posicionamento 3226 nos eixos de conexão e a saliência de posicionamento 3216 no polo telescópico elásticos são correspondentemente configuradas em forma e posição. Neste ínterim, da forma mostrada na figura 12, a extremidade proximal do fio de aço 631 da primeira estrutura de transmissão flexível 63 é enrolada ao redor da extremidade distal do primeiro eixo de conexão 3224 e fixamente conectada na extremidade distal do primeiro eixo de conexão 3224, e a extremidade distal do segundo eixo de conexão 3225 é fixamente conectada na segunda estrutura de transmissão flexível 64.

[061] As estruturas do primeiro polo telescópico elástico 3214 e do segundo polo telescópico elástico 3215 são mostradas na figura 13. O polo telescópico elástico é uma estrutura de luva. Um cilindro interno 3217 é conectado em um eixo de saída do motor. Um cilindro externo 3218 pode se mover na direção axial em relação ao cilindro interno 3217. Uma mola de compressão 3219 fica disposta entre o cilindro interno 3217 e o cilindro externo 3218, e um elemento de limitação fica disposto no cilindro interno 3217 para limitar a faixa de movimento axial do cilindro externo 3218 em relação ao cilindro interno 3217. A mola de compressão 3219 é configurada para prover uma força de acionamento para mover o cilindro externo 3218 para longe do cilindro interno 3217.

[062] Quando o pino 3213 da primeira junta de Hooke for casado com o furo do pino 3223 do conector 322, o primeiro polo telescópico elástico 3214 no lado da primeira junta de Hooke 321 é unido por junta de topo com o primeiro eixo de conexão 3224 no lado do conector 322, e o segundo polo telescópico elástico 3215 no lado da extremidade portátil 1 é unido por junta de topo com o segundo eixo de conexão 3225 no lado do componente substituível 2. Neste ínterim, as saliências de posicionamento 3216 nas faces de extremidade das extremidades distais do primeiro polo telescópico elástico 3214 e do segundo polo telescópico elástico 3215 contatam as faces de extremidade do primeiro eixo de conexão 3224 e do segundo eixo de conexão 3225, e a mola de compressão 3219 no primeiro polo telescópico elástico 3214 e no segundo polo telescópico elástico 3215 deformam desta maneira. Subsequentemente, durante o registro, o dispositivo de acionamento 5 aciona o polo telescópico elástico para rotar em relação ao eixo de conexão. Quando as saliências de posicionamento 3216 nas faces de extremidade das extremidades distais do primeiro polo telescópico elástico

3214 e do segundo polo telescópico elástico 3215 rotarem até uma posição que corresponde às ranhuras de posicionamento 3226 no primeiro eixo de conexão 3224 e no segundo eixo de conexão 3225, sob a ação das molas de compressão 3219 no primeiro polo telescópico elástico 3214 e no segundo polo telescópico elástico 3215, as saliências de posicionamento 3216 do primeiro polo telescópico elástico 3214 e do segundo polo telescópico elástico 3215 se estendem axialmente e são presas no interior das ranhuras de posicionamento 3226 do primeiro eixo de conexão 3224 e do segundo eixo de conexão 3225, de forma que o eixo de conexão possa ser acionado para rotar, desse modo, concluindo o registro entre o polo telescópico elástico e o eixo de conexão.

[063] Da forma mostrada na figura 3, o dispositivo de acionamento 5 fica disposto na extremidade distal da extremidade portátil 1. Especificamente, em relação às figuras 6 e 12, o dispositivo de acionamento 5 inclui um primeiro motor 51 e um segundo motor 52. O primeiro motor 51 controla o movimento abre - fecha do efetor final 23 através do primeira estrutura de transmissão flexível 63. O segundo motor 52 controla o movimento de giro da base de suporte da ferramenta 23 através da segunda estrutura de transmissão flexível 64, desse modo, controlando o movimento de giro do efetor final 23. Da forma mostrada na figura 11, a extremidade proximal do primeiro polo telescópico elástico 3214 é conectada no eixo de saída do primeiro motor 51, e a extremidade proximal do segundo polo telescópico elástico 3215 é conectada no eixo de saída do segundo motor 52. Da forma mostrada na figura 12, o fio de aço 631 da primeira estrutura de transmissão flexível 63 é enrolado ao redor do e fixo no primeiro eixo de conexão 3224, a segunda estrutura de transmissão flexível 64 é fixamente conectada no segundo eixo de conexão 3225, e a segunda estrutura de transmissão flexível 64 transmite o torque para a base de suporte da ferramenta 22. Com a estrutura exposta, o primeiro motor 51 pode acionar a primeira estrutura de transmissão flexível 63 através do primeiro polo telescópico elástico 3214 e do primeiro eixo de conexão 3224. O movimento translacional da primeira estrutura de transmissão flexível 63 é convertido para o movimento abre - fecha do efetor final 23 através do primeiro componente de reversão. O segundo motor 52 pode acionar a segunda estrutura de transmissão flexível 64 através do segundo polo telescópico elástico 3215 e do segundo eixo de conexão 3225 para controlar o movimento de giro do efetor final 23.

[064] Da forma mostrada nas figuras 3 e 4, o dispositivo sensor inclui um primeiro sensor 41 e um segundo sensor 42. O primeiro sensor 41 é usado para detectar o movimento abre - fecha do componente de controle abre - fecha 13. O segundo sensor 42 é usado para detectar o movimento de giro da estrutura de manipulação 12.

[065] Em uma modalidade específica, o componente de controle abre - fecha 13 inclui pelo menos uma extremidade abre - fecha. A extremidade proximal da extremidade abre - fecha é rotativamente conectada na estrutura de manipulação 12 através de um eixo rotativo, e a extremidade distal da extremidade abre - fecha fica longe da estrutura de manipulação 12. O primeiro sensor 41 é um sensor Hall e fica disposto na extremidade abre - fecha e na estrutura de manipulação 12 para detectar a distância entre a extremidade abre - fecha do componente de controle abre - fecha 13 e a estrutura de manipulação 12, desse modo, detectando o movimento rotacional da extremidade abre - fecha em relação à estrutura de manipulação 12. Em uma outra modalidade específica, o primeiro sensor 41 pode ser um disco de código do eixo rotativo. Pelo menos um primeiro sensor 41 é provido, e fica disposto no eixo rotativo na extremidade proximal da extremidade abre - fecha do componente de controle abre - fecha 13, e é usado para detectar o movimento rotacional da extremidade abre - fecha.

[066] Em uma modalidade específica, o segundo sensor 42 é um disco de código do eixo rotativo. Um suporte fixo fica disposto na face posterior da armação interna 141 da estrutura de pulso 14. O segundo sensor 42 fica disposto no centro do suporte fixo para detecção do movimento de giro da estrutura de manipulação 12 ao redor de seu eixo geométrico.

[067] Durante a operação, o primeiro sensor 41 e o segundo sensor 42 detectam, respectivamente, o sinal dos movimentos abre - fecha do componente de controle abre - fecha 13 da extremidade portátil 1 e o sinal do movimento de giro da estrutura de manipulação 12, e transmite os sinais detectados para o controlador (não mostrado). O controlador analisa os sinais detectados, e controla os movimentos do primeiro motor 51 e do segundo motor 52, respectivamente, e então, os movimentos são transmitidos através da primeira estrutura de transmissão flexível 63 e da segunda estrutura de transmissão flexível 64, desse modo, realizando o controle da abertura e do fechamento do efetor final e o movimento de giro da base de suporte da ferramenta. Adicionalmente, o sinal do movimento abre - fecha inclui a informação de direção do movimento abre - fecha, e o sinal do movimento de giro inclui a informação de direção do movimento de giro. O controlador controla as direções de movimento do primeiro motor 51 e do segundo motor 52 de acordo com os sinais expostos e o primeira estrutura de transmissão flexível 63 e a segunda estrutura de transmissão flexível 64, para controlar o movimento abre - fecha do efetor final 23 na mesma direção e o movimento de giro da base de suporte da ferramenta 22 na mesma direção.

[068] Em uma modalidade alternativa, o efetor final inclui adicionalmente um segundo componente de reversão e um terceiro componente de reversão. A primeira estrutura de transmissão flexível 63 inclui um eixo flexível. Comparado com os fios de aço, o eixo flexível pode realizar um movimento de alternação pela aplicação de força em cada direção. Neste momento, o primeiro eixo de conexão 3224 é conectado no segundo componente de reversão. Uma extremidade proximal do eixo flexível da primeira estrutura de transmissão flexível pode ser diretamente fixa no segundo componente de reversão, e a extremidade distal do eixo flexível da primeira estrutura de transmissão flexível é conectada no terceiro componente de reversão, para acionar a extremidade de ferramenta para alcançar o movimento abre - fecha. Com esta configuração, é possível converter o movimento rotacional do primeiro eixo de conexão 32241 para o movimento translacional do eixo flexível da primeira estrutura de transmissão flexível 63, e, então, para o movimento abre - fecha do efetor final 23, desse modo, controlando o movimento abre - fecha do efetor final 23. O terceiro componente de reversão é um componente capaz de converter o movimento translacional do eixo flexível para o movimento abre - fecha da extremidade de ferramenta. O segundo componente de reversão é um componente capaz de converter o movimento rotacional do primeiro eixo de conexão para o movimento translacional do eixo flexível. Por exemplo, uma estrutura de cremalheira e pinhão, uma estrutura de cooperação de trilha linear e eixo rotativo, e uma estrutura de engrenagem sem-fim.

[069] Os recursos técnicos das modalidades expostos podem ser combinados arbitrariamente. A fim de tornar a descrição concisa, nem todas as possíveis combinações dos recursos técnicos nas modalidades expostas são descritas. Entretanto, desde que não haja contradição na combinação destes recursos técnicos, todos devem ser considerados como no escopo descrito nesta especificação.

[070] As modalidades expostas meramente ilustram as diversas modalidades desta revelação, e a descrição da mesma é específica e detalhada, mas não deve ser construída como uma limitação ao escopo da revelação. Deve-se notar que, para aqueles versados na técnica, sem fugir do conceito desta revelação, diversas modificações e melhorias podem ser feitas, que estão, todas, no escopo de proteção desta revelação. Portanto, o escopo de proteção deste pedido deve ser sujeito às reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Instrumento cirúrgico em serpentina, caracterizado por compreender: uma extremidade portátil que compreende uma estrutura de pega, uma estrutura de pulso e uma estrutura de manipulação, em que a estrutura de manipulação é conectada na estrutura de pega pela estrutura de pulso, e a estrutura de pulso tem pelo menos um primeiro grau de liberdade rotacional; um componente substituível que compreende uma estrutura de serpentina, uma base de suporte de ferramenta e um efetor final que são conectados em sequência, em que a estrutura de serpentina tem um quinto grau de liberdade rotacional; uma estrutura de mudança rápida que compreende um acionador de junta desanexável, em que o acionador de junta desanexável compreende uma primeira junta de Hooke provida na estrutura de pega e um conector provido no componente substituível, a primeira junta de Hooke é conectada de forma desanexável no conector e tem um nono grau de liberdade rotacional; e um componente de transmissão que compreende uma primeira parte e uma segunda parte que ficam respectivamente localizadas no componente substituível e na extremidade portátil, em que a primeira parte conecta o conector e a estrutura de serpentina, a segunda parte conecta a estrutura de pulso e a primeira junta de Hooke, a primeira parte é configurada para acionar a estrutura de serpentina para realizar um quinto movimento rotacional de acordo com um nono movimento rotacional da primeira junta de Hooke, e a segunda parte é configurada para acionar a primeira junta de Hooke para realizar um nono movimento rotacional de acordo com um primeiro movimento rotacional da estrutura de pulso.

2. Instrumento cirúrgico em serpentina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a estrutura de pulso ter adicionalmente um segundo grau de liberdade rotacional; a primeira junta de Hooke ter adicionalmente um décimo grau de liberdade rotacional;

a segunda parte ser adicionalmente configurada para acionar a primeira junta de Hooke para realizar um décimo movimento rotacional de acordo com um segundo movimento rotacional da estrutura de pulso; a estrutura de serpentina ter um sexto grau de liberdade rotacional; e a primeira parte ser adicionalmente configurada para acionar a estrutura de serpentina para realizar um sexto movimento rotacional de acordo com o décimo movimento rotacional da primeira junta de Hooke.

3. Instrumento cirúrgico em serpentina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a primeira junta de Hooke realizar o nono movimento rotacional ao redor de um nono eixo geométrico, e a estrutura de serpentina realizar o quinto movimento rotacional ao redor de um quinto eixo geométrico; e o nono eixo geométrico ser paralelo ao quinto eixo geométrico.

4. Instrumento cirúrgico em serpentina, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a primeira junta de Hooke realizar o nono movimento rotacional ao redor de um nono eixo geométrico, e a estrutura de serpentina realizar o quinto movimento rotacional ao redor de um quinto eixo geométrico; e a primeira junta de Hooke realizar o décimo movimento rotacional ao redor de um décimo eixo geométrico, e a estrutura de serpentina realizar o sexto movimento rotacional ao redor de um sexto eixo geométrico; e o nono eixo geométrico ser paralelo ao quinto eixo geométrico, e o décimo eixo geométrico ser paralelo ao sexto eixo geométrico.

5. Instrumento cirúrgico em serpentina, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a estrutura de pulso realizar um primeiro movimento rotacional ao redor de um primeiro eixo geométrico e um segundo movimento rotacional ao redor de um segundo eixo geométrico; e o primeiro eixo geométrico ser paralelo ao quinto eixo geométrico, e o segundo eixo geométrico ser paralelo ao sexto eixo geométrico.

6. Instrumento cirúrgico em serpentina, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a primeira junta de Hooke ter uma armação interna e uma armação externa, a armação externa rotar em relação à estrutura de pega ao redor do décimo eixo geométrico, e a armação interna rotar em relação à armação externa ao redor do nono eixo geométrico.

7. Instrumento cirúrgico em serpentina, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o componente substituível compreender um alojamento, e um espaço definido pelo alojamento, o conector ficar disposto no espaço e compreender uma placa de conexão que é conectada de forma móvel no alojamento do componente substituível e é conectada de forma desanexável na primeira junta de Hooke.

8. Instrumento cirúrgico em serpentina, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o conector compreender adicionalmente um componente de conexão elástico, através do qual a placa de conexão é fixa no alojamento do componente substituível.

9. Instrumento cirúrgico em serpentina, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por pelo menos um pino ser provido na armação interna da primeira junta de Hooke, e o pino compreender um corpo de pino e uma estrutura de protrusão formada ao longo de uma direção axial do corpo de pino, um diâmetro externo da estrutura de protrusão ser maior do que aquele do corpo de pino, o conector compreender a placa de conexão rotativamente conectada no componente substituível, um furo do pino ser provido em uma posição na placa de conexão correspondente ao pino, e o furo do pino compreender uma parte de grande diâmetro e uma parte de pequeno diâmetro que ficam dispostas lado a lado e comunicam uma com a outra, em que um tamanho da parte de grande diâmetro é adaptado ao diâmetro externo da estrutura de protrusão, a parte de pequeno diâmetro tem pelo menos uma parte que é adaptada ao diâmetro externo do corpo de pino, e um tamanho de uma posição de comunicação entre a parte de grande diâmetro e a parte de pequeno diâmetro é configurado para permitir que o corpo de pino atravesse.

10. Instrumento cirúrgico em serpentina, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por a primeira parte do componente de transmissão compreender um primeiro grupo de fios de transmissão e um segundo grupo de fios de transmissão, e a segunda parte do componente de transmissão compreender um terceiro grupo de fios de transmissão e um quarto grupo de fios de transmissão, em que as extremidades proximais do terceiro grupo de fios de transmissão e do quarto grupo de fios de transmissão são conectadas na estrutura de pulso, e as extremidades distais do terceiro grupo de fios de transmissão e do quarto grupo de fios de transmissão são conectadas na primeira junta de Hooke; as extremidades proximais do primeiro grupo de fios de transmissão e do segundo grupo de fios de transmissão são conectadas na placa de conexão, e as extremidades distais do primeiro grupo de fios de transmissão e do segundo grupo de fios de transmissão são conectadas na estrutura de serpentina; através do primeiro grupo de fios de transmissão e do segundo grupo de fios de transmissão, a estrutura de manipulação controla a estrutura de serpentina para realizar o quinto movimento rotacional de acordo com os nove movimentos rotacionais da primeira junta de Hooke, e controla a estrutura de serpentina para realizar o sexto movimento rotacional de acordo com o décimo movimento rotacional da primeira junta de Hooke; através do terceiro grupo de fios de transmissão e do quarto grupo de fios de transmissão, a estrutura de manipulação controla a primeira junta de Hooke para realizar o nono movimento rotacional de acordo com o primeiro movimento rotacional da estrutura de pulso, e controla a primeira junta de Hooke para realizar o segundo movimento rotacional de acordo com o décimo movimento rotacional da estrutura de pulso.

11. Instrumento cirúrgico em serpentina, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por os pontos de conexão fixos das extremidades distais do primeiro grupo de fios de transmissão e do segundo grupo de fios de transmissão na estrutura de serpentina ficarem dispostos correspondentemente aos pontos de conexão fixos das extremidades proximais do primeiro grupo de fios de transmissão e do segundo grupo de fios de transmissão na placa de conexão; e os pontos de conexão fixos entre as extremidades distais do terceiro grupo de fios de transmissão e do quarto grupo de fios de transmissão e a armação interna da primeira junta de Hooke ficarem dispostos opostos aos pontos de conexão fixos entre as extremidades proximais do terceiro grupo de fios de transmissão e do quarto grupo de fios de transmissão e a estrutura de pulso; ou os pontos de conexão fixos das extremidades distais do primeiro grupo de fios de transmissão e do segundo grupo de fios de transmissão na estrutura de serpentina ficarem dispostos opostos aos pontos de conexão fixos das extremidades proximais do primeiro grupo de fios de transmissão e do segundo grupo de fios de transmissão na placa de conexão; e os pontos de conexão fixos entre as extremidades distais do terceiro e do quarto grupos de fios de transmissão e a armação interna da primeira junta de Hooke ficarem dispostos correspondentemente aos pontos de conexão fixos entre as extremidades proximais do terceiro grupo de fios de transmissão e do quarto grupo de fios de transmissão e a estrutura de pulso.

12. Instrumento cirúrgico em serpentina, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por os pontos de conexão fixos das extremidades distais do primeiro grupo de fios de transmissão e do segundo grupo de fios de transmissão na estrutura de serpentina serem sequencialmente conectados para formar um primeiro retângulo, e um lado do primeiro retângulo ser paralelo ao quinto eixo geométrico, e um outro lado do primeiro retângulo ser paralelo ao sexto eixo geométrico; os pontos de conexão fixos das extremidades proximais do primeiro grupo de fios de transmissão e do segundo grupo de fios de transmissão na placa de conexão serem sequencialmente conectados para formar um segundo retângulo, e um lado do segundo retângulo ser paralelo ao quinto eixo geométrico, e um outro lado do segundo retângulo ser paralelo ao sexto eixo geométrico; os pontos de conexão fixos entre as extremidades distais do terceiro grupo de fios de transmissão e do quarto grupo de fios de transmissão e a armação interna da primeira junta de Hooke serem sequencialmente conectados para formar um terceiro retângulo, e um lado do terceiro retângulo ser paralelo ao nono eixo geométrico, e um outro lado do terceiro retângulo ser paralelo ao décimo eixo geométrico; e os pontos de conexão fixos entre as extremidades proximais do terceiro grupo de fios de transmissão e do quarto grupo de fios de transmissão e a estrutura de pulso serem sequencialmente conectados para formar um quarto retângulo, e um lado do quarto retângulo ser paralelo ao primeiro eixo geométrico, e um outro lado do quarto retângulo ser paralelo ao segundo eixo geométrico.

13. Instrumento cirúrgico em serpentina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o efetor final compreender pelo menos uma extremidade de ferramenta que é rotativamente conectada na base de suporte de ferramenta, e a extremidade portátil compreender adicionalmente um componente de controle abre - fecha que é móvel em relação à estrutura de manipulação, o componente de transmissão compreender adicionalmente uma primeira estrutura flexível, e o componente de controle abre - fecha controlar a rotação da extremidade de ferramenta através da primeira estrutura flexível.

14. Instrumento cirúrgico em serpentina, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por a estrutura de mudança rápida compreender adicionalmente um primeiro eixo de conexão e um primeiro polo telescópico elástico conectado de forma desanexável no primeiro eixo de conexão, em que o primeiro eixo de conexão se estende na direção de uma extremidade proximal e através do conector, o primeiro polo telescópico elástico se estende na direção da extremidade distal e através da primeira junta de Hooke, a estrutura de pega é adicionalmente provida com um primeiro motor, um primeiro sensor e um controlador, o primeiro sensor é configurado para detectar um movimento abre - fecha do componente de controle abre - fecha, o controlador controla o primeiro motor para transmitir a potência de acordo com um sinal detectado pelo primeiro sensor, e o primeiro motor aciona a primeira estrutura flexível através do primeiro polo telescópico elástico e do primeiro eixo de conexão.

15. Instrumento cirúrgico em serpentina, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por uma face de extremidade do primeiro polo telescópico elástico ser provida com uma protrusão de posicionamento, uma face de extremidade do primeiro eixo de conexão ser provida com uma ranhura de posicionamento que corresponde com a protrusão de posicionamento, e uma conexão desanexável entre o primeiro polo telescópico elástico e o primeiro eixo de conexão ser estabelecida pela cooperação da protrusão de posicionamento e da ranhura de posicionamento.

16. Instrumento cirúrgico em serpentina, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por o primeiro polo telescópico elástico compreender uma mola de compressão, um cilindro interno, e um cilindro externo localizado na periferia do cilindro interno, em que o cilindro interno é conectado em um eixo de saída do primeiro motor, o cilindro externo é axialmente móvel em relação ao cilindro interno, e a mola de compressão é configurada para prover uma força de acionamento que força o cilindro externo a se mover para longe do cilindro interno.

17. Instrumento cirúrgico em serpentina, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o efetor final compreender adicionalmente um primeiro componente de reversão, a primeira estrutura flexível compreender um fio de aço e uma estrutura elástica que é configurada para prover uma força de acionamento que mantém a extremidade de ferramenta em um estado normalmente aberto, uma extremidade proximal do fio de aço ser enrolada no primeiro eixo de conexão, uma extremidade distal do fio de aço ser conectada no primeiro componente de reversão, e o primeiro componente de reversão ser usado para uma conversão entre um movimento translacional do fio de aço e um movimento abre - fecha da extremidade de ferramenta.

18. Instrumento cirúrgico em serpentina, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o efetor final compreender adicionalmente um segundo componente de reversão e um terceiro componente de reversão, a primeira estrutura flexível compreender um eixo flexível, o primeiro eixo de conexão ser conectado no segundo componente de reversão, uma extremidade proximal do eixo flexível ser fixa no segundo componente de reversão, uma extremidade distal do eixo flexível ser conectada no terceiro componente de reversão para acionar a extremidade de ferramenta para alcançar o movimento abre - fecha, o terceiro componente de reversão ser configurado para converter um movimento translacional do eixo flexível para o movimento abre - fecha da extremidade de ferramenta, e o segundo componente de reversão ser configurado para converter um movimento rotacional do primeiro eixo de conexão para o movimento translacional do eixo flexível.

19. Instrumento cirúrgico em serpentina, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por o componente de controle abre - fecha ter pelo menos uma extremidade abre - fecha que é rotativamente conectada na estrutura de manipulação, em que o primeiro sensor é um sensor Hall disposto na extremidade abre - fecha ou na estrutura de manipulação, ou o primeiro sensor é um disco de código do eixo rotativo disposto no eixo rotativo da extremidade abre - fecha.

20. Instrumento cirúrgico em serpentina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a estrutura de manipulação ser configurada para ser rotável ao redor de seu próprio eixo geométrico em relação à estrutura de pulso, a base de suporte de ferramenta ser configurada para ser rotável ao redor de seu próprio eixo geométrico em relação à estrutura de serpentina, e o componente de transmissão compreender adicionalmente uma segunda estrutura de transmissão flexível para transmitir um movimento de giro da estrutura de manipulação para a base de suporte de ferramenta, para fazer a base de suporte de ferramenta realizar um movimento de giro ao redor de seu eixo geométrico.

21. Instrumento cirúrgico em serpentina, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por a estrutura de mudança rápida compreender adicionalmente um segundo eixo de conexão e um segundo polo telescópico elástico conectado de forma desanexável no segundo eixo de conexão, o segundo eixo de conexão se estender na direção de uma extremidade distal e através da primeira junta de Hooke, o segundo polo telescópico elástico se estender na direção de uma extremidade proximal e através do conector, a estrutura de pega ser adicionalmente provida com um segundo motor, um segundo sensor e um controlador, o segundo sensor ser configurado para detectar o movimento de giro da estrutura de manipulação, o controlador controlar o segundo motor para transmitir a potência de acordo com um sinal detectado pelo segundo sensor, e o segundo motor acionar a segunda estrutura flexível através do segundo polo telescópico elástico e do segundo eixo de conexão.

22. Instrumento cirúrgico em serpentina, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por a segunda estrutura flexível ser um eixo flexível, e duas extremidades do eixo flexível serem, respectivamente, fixamente conectadas no segundo eixo de conexão e na base de suporte de ferramenta.

23. Instrumento cirúrgico em serpentina, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por a estrutura de pulso ser provida com um suporte fixo, e o segundo sensor ser um disco de código do eixo rotativo disposto no suporte fixo.

24. Instrumento cirúrgico em serpentina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a estrutura de mudança rápida compreender adicionalmente uma estrutura de trava rápida configurada para restringir a rotação da primeira junta de Hooke e do conector ao longo de uma direção circunferencial do componente substituível.