CN101820824B - 医疗操纵器 - Google Patents

Abstract

一种医疗操纵器(10)，其包括具有作为端部执行器的抓持器(22)的远端工作单元(14)、用于操作远端工作单元(14)的操作单元(16)、将远端工作单元(14)和操作单元(16)互相连接的连接器(12)、以及用于改变远端工作单元(14)的位姿的位姿改变机构(26)。当操作者操作操作单元(16)时，端部执行器(22)由传递构件(16)机械地操作。位姿改变机构(26)由弯曲驱动源(140，142)和转动驱动源(90)操作，当操作者操作操作单元(16)时弯曲驱动源(140，142)和转动驱动源(90)进行操作。

Description

医疗操纵器

技术领域

本发明涉及一种例如用于腹腔镜外科手术的医疗操纵器。

背景技术

近年来人们开始关注腹腔镜外科手术，相比于腹部外科手术，腹腔镜外科手术无需打开腹腔即可进行阑尾和胆囊的切除。在腹腔镜外科手术中，通常将四根套管针例如通过腹壁插入腹腔，以通过从一根套管针插入的小型摄像机对腹腔进行监控，并操纵从其他套管针插入的钳子、剪刀、电外科手术刀等，从而在腹腔内的感染部分执行外科手术操作。

申请人已提出一种在这种腹腔镜外科手术中使用的外科器械(医疗操纵器)。所提出的外科器械包括长的器械主体和末端部分，末端部分能够相对于长的器械主体转动，以使得位于末端部分的医疗工作单元在保持医疗工作单元靠近待外科治疗的身体区域的同时进入希望的位姿。具体细节可参照编号为3421117的日本专利。

医疗操纵器需要允许外科医生根据感染部分的位置和尺寸迅速地执行多种适当的技术，以将感染部分去除、缝合和打结。根据编号为2002-102248和2004-301275的日本专利公开，提出了能够简单地操作并具有高自由度的医疗操纵器。

例如编号为3421117的日本专利中所公开的医疗操纵器允许操作者操纵转动操纵构件以直接地转动末端部分上的医疗工作单元。希望医疗操纵器能够更加容易地操作，以根据感染部分的位置和尺寸迅速地执行适当的技术。

发明内容

本发明的一个总的目的是提供一种能够更容易地操作的医疗操纵器。

根据本发明的一种实施方式，提供一种医疗操纵器，该医疗操纵器包括：包含端部执行器的远端工作单元、用于操作远端工作单元的操作单元、将远端工作单元和操作单元互相连接的连接器、以及用于改变远端工作单元的位姿的位姿改变机构，其中当操作者操作操作单元时端部执行器由传递构件机械地操作，且位姿改变机构由当操作者操作操作单元时被操作的致动器操作。

通过上述结构，操作者以手动方式机械地打开、闭合、转动和通过其他方式操作端部执行器，且操作位姿改变机构的致动器改变远端工作单元的位姿。因此，在可以容易地并可靠地以希望的夹紧力操作端部执行器以治疗感染区域的同时，致动器可以迅速地并容易地改变端部执行器的位姿。因此可以增强医疗操纵器的可操作性。换句话说，可以容易地操作医疗操纵器以打开、闭合、转动和通过其他方式操作端部执行器，以及改变远端工作单元的位姿，从而增强医疗操纵器的可操作性。

位姿改变机构可以包括用于弯曲连接器的一部分的弯曲机构以及用于使远端工作单元绕轴线转动的转动机构。当弯曲机构使得远端工作单元弯曲至不与连接器的轴线平行时，转动机构能够使远端工作单元绕弯曲轴线转动。

如果连接器可拆卸地安装在操作单元上，则根据端部执行器的类型可以在单个操作单元上替换远端工作单元。同时，连接器和远端工作单元可以在高温下被消毒。由此可以增加医疗操纵器的通用性和可维护性。

如果操作单元包括可以被操作者角度运动以使得传递构件来回运动的手柄，则用于打开和闭合端部执行器的医疗操纵器的可操作性得到提高。

传递构件可以包括柔性构件以及柔性构件所绕着的圆柱形构件。柔性构件所绕着的圆柱形构件可以提供允许改变位姿改变机构的位姿以使之不与端部执行器的状态干涉的简单而轻量化的结构。

位姿改变机构可以包括转动轴，其中转动轴包含圆柱形构件，且传递构件可以包括柔性构件，其中柔性构件的一部分绕着圆柱形构件，由此传递构件通过柔性构件来操作端部执行器。通过使用圆柱形构件作为转动轴，绕着圆柱形构件的柔性构件提供一种通过柔性构件来致动端部执行器以及改变位姿改变机构的位姿使之不与端部执行器的状态干涉的简单而轻量化的结构。

根据结合附图的下列说明，本发明的上述以及其他的目的、特征和优点将更加清楚，附图中作为示例地示出了本发明的优选的实施方式。

附图说明

图1为根据本发明的一种实施方式的医疗操纵器的整体结构的侧视图；

图2为图1所示的医疗操纵器的远端部分的部分剖视放大侧视图；

图3为远端部分的部分剖视放大侧视图，其中抓持器从图2所示的状态被打开；

图4为图1所示的医疗操纵器的操作单元的部分剖视放大侧视图；

图5为操作单元的部分剖视放大侧视图，其中抓持器从图4所示的状态被打开；

图6为沿着图2中VI-VI线截取的剖视图；

图7为沿着图5中VII-VII线截取的剖视图；

图8为沿着图4中箭头VIII所示的方向观看的部分省略的正视图；

图9为示出用于弯曲连接器的可弯曲部分的弯曲机构的结构示例的分解透视图；

图10为示出连接器的可弯曲部分的结构示例的一部分的分解透视图；

图11为图1所示的医疗操纵器在连接器处被拆分的侧视图；

图12为在连接器处被拆分的传递构件的线形主体的透视图；

图13为图1所示的医疗操纵器的另一种结构示例的侧视图；

图14为图1所示的医疗操纵器的远端部分的另一种结构示例的部分剖视放大侧视图；

图15为根据本发明的另一种实施方式的医疗操纵器的侧视图；

图16为图15所示的医疗操纵器的俯视图；

图17为根据第一结构示例的远端工作单元的侧剖视图；

图18为根据第一结构示例的远端工作单元的俯视剖视图；

图19为抓持器闭合的根据第一结构示例的远端工作单元的侧剖视图；

图20为根据第一结构示例的远端工作单元的分解透视图；

图21为根据第一结构示例的远端工作单元的结构示意图；

图22为扳机杆处于未操作状态的根据第一结构示例的远端工作单元的侧视示意图；

图23为扳机杆被完全拉动的根据第一结构示例的远端工作单元的侧视示意图；

图24为扳机杆被拉至中间位置的根据第一结构示例的远端工作单元的侧视示意图；

图25为转动轴线被朝向一个方向操作的根据第一结构示例的远端工作单元的侧视示意图；

图26为根据第一种变型的被动线(passive wire)的端部的连接部分的示意图；

图27为根据第二种变型的被动线的端部的连接部分的示意图；

图28为根据第三种变型的被动线的端部的连接部分的俯视示意图；

图29为根据第三种变型的被动线的端部的连接部分的侧剖视示意图；

图30为根据第四种变型的被动线的端部的连接部分的俯剖视示意图；

图31为根据第四种变型的被动线的端部的连接部分的侧剖视示意图；

图32为根据第二结构示例的远端工作单元的结构示意图；

图33为根据第三结构示例的远端工作单元的侧剖视图；

图34为抓持器闭合的根据第三结构示例的远端工作单元的侧剖视图；

图35为转动轴线被朝向一个方向操作的根据第三结构示例的远端工作单元的侧视示意图；

图36为扳机杆被推出的根据第四结构示例的远端工作单元的侧视示意图；

图37为扳机杆被完全拉回的根据第四结构示例的远端工作单元的侧视示意图；

图38为根据第四结构示例的远端工作单元的结构示意图；

图39为根据第四结构示例的远端工作单元的空转轮和引导轮的放大透视图；

图40为根据第一示例的驱动构件推进和缩回机构的示意图；

图41为根据第二示例的驱动构件推进和缩回机构的示意图；

图42为根据第三示例的驱动构件推进和缩回机构的示意图；

图43为根据第四示例的驱动构件推进和缩回机构的示意图；

图44为根据第五结构示例的远端工作单元的侧剖视图；

图45为根据第五结构示例的远端工作单元的俯剖视图；

图46为抓持器闭合的根据第五结构示例的远端工作单元的侧剖视图；

图47为根据第五结构示例的远端工作单元的分解透视图；

图48为扳机杆被推出的第二端部执行器驱动机构的部分剖切俯视图；

图49为扳机杆被完全拉回的第二端部执行器驱动机构的部分剖切俯视图；

图50为扳机杆被推出的第二端部执行器驱动机构的部分剖切侧视图；

图51为根据第五结构示例的远端工作单元的结构示意图；

图52为扳机被完全拉回的根据第五结构示例的远端工作单元的侧视示意图；

图53为扳机被推出的根据第五结构示例的远端工作单元的侧视示意图；

图54为根据第五结构示例的第一种变型的远端工作单元的侧剖视图；

图55为根据第五结构示例的第二种变型的远端工作单元的侧剖视图；

图56A为省略了抓持器连杆部分的远端工作单元的侧剖视示意图；

图56B为省略了抓持器连杆部分且抓持器打开的远端工作单元的侧剖视示意图；并且

图57为工作单元连接至机器人手臂的远端的外科手术机器人系统的透视示意图。

具体实施方式

下面将参照附图具体说明根据本发明的医疗操纵器的优选的实施方式。

图1为示出根据本发明的一种实施方式的医疗操纵器10的整体结构的侧视图。根据该实施方式，将说明用作主要在腹腔镜手术中使用的钳子的医疗操纵器10。但是，本发明适用于除钳子外诸如镊子和电外科手术刀的多种外科器械。在下述说明中，图1所示的医疗操纵器10的右手端被称为近端，而左手端被称为远端，其他附图中也一样。

医疗操纵器10包括远端工作单元14、工作单元(主操纵器主体)15、操作单元16和细长的传递构件18(见图2)，其中，远端工作单元14具有位于其远端的作为在感染部分执行外科手术操作的端部执行器的抓持器22，工作单元15包括与远端工作单元14的近端相联接的细长的小直径连接器12，操作单元16与连接器12的近端相联接，且细长的传递构件18延伸穿过连接器12并且将远端工作单元14和操作单元16互相连接。用作驱动和控制位于医疗操纵器10内的多个致动器的控制单元的控制器20与操作单元16连接。

图2为图1所示的医疗操纵器10的远端工作单元14的部分剖视的放大侧视图，示出远端工作单元14上的抓持器22闭合的状态。图3为抓持器22从图2所示状态打开的部分剖视的放大例视图。图4为图1所示的医疗操纵器的操作单元16的部分剖视的放大侧视图，示出远端工作单元14上的抓持器22闭合的状态。图5为抓持器22从图4所示状态打开的部分剖视的放大侧视图。

连接器12包括中空的细长的小直径构件，构件内部形成有容纳传递构件18等的空间24。可转动地与远端工作单元14联接的接头(位姿改变机构、转动机构)26被设置在连接器12的远端处(见图1和图2)。连接器12具有与操作单元16的主操作单元主体28联接的近端(见图1和图4)。

连接器12的横截面形状(与其轴向方向垂直的截面形状)可以是圆形、椭圆形、多边形或其它形状，并且不限于任何特定的形状。在本实施方式中，如图6所示，连接器12具有圆形的横截面形状，并且其外径使得连接器能够被插入套管针(未示出)中，例如外径在5mm至10mm的范围内。

在本实施方式中，连接器12具有直的形状，如图1所示，但是连接器12也可以以任何希望的形状弯曲或弯折。连接器12具有至少一个可弯曲部分(位姿改变机构、弯曲机构)30，该可弯曲部分30可以被弯曲(弯折)为希望的形状(见图1)，以增加可由抓持器22进行外科手术治疗的活体组织的范围，并使得能够以恰当的位姿进行外科手术治疗。

延伸穿过连接器12的传递构件18包括线形主体32、与线形主体32的近端联接的第一联接构件34以及与线形主体32的远端相联接的杆状第二联接构件36。线形主体32具有位于可拆卸接头35附近的连接头37(见图4和图12)，其中连接器12和操作单元16通过可拆卸接头35可拆卸地互相接合。连接头37允许远端部分32a和近端部分32b可拆卸地互相接合。远端部分32a延伸进入远端工作单元14，且近端部分32b延伸进入主操作单元主体28(见图2和图4)。

线形主体32应当优选地在其整个长度或部分长度、至少在对应于可弯曲部分30的部分上是柔性的(可弯曲的)。线形主体32可以包括：线，诸如由不锈钢、钨、超弹性合金或类似物制成的金属线，钢琴丝、绳子、链条或类似物，或由能够承受相对高的张力的诸如聚酰胺(全芳基聚酰胺)、聚酯、超高分子量聚乙烯、碳纤维(后文称为高张力纤维)的聚合物材料制成的纤维；或任何这类线束；或其他复合物。直的部分(不是对应于可弯曲部分30的部分)可以包括刚性的非柔性主体。线束形式的线形主体32应当优选地由一根或多根线(特别是金属线)构成，其中一根或多根相同或不同类型的线可以(例如螺旋地)缠绕在线上，且其中一个或多根相同或不同类型的线可以以与前述一根或多根线相反的方向缠绕。由此，这样构建的线形主体是有利的，其能够优秀地执行操作单元16的拉动作，同时当线形主体32旋转时能够抑制由于扭转和弯曲引起的长度变化(变形)。根据本实施方式，线形主体32的外径不限于任何特定值，但是优选地在大约1.0到2.5mm的范围内，特别地在大约1.0到1.5mm的范围内。

如图2和图6所示，第二联接构件36具有方形的横截面形状。接头26包括突起38，突起38的中央形成有通道40。第二联接构件36可滑动地插入在通道40内。通道40具有与第二联接构件36基本同样的横截面形状。如后文将说明的，第二联接构件36的远端部分延伸进入远端工作单元14，并且与滑动器44的近端连接或一体地结合。

除方形外，第二联接构件36的横截面形状可以是诸如三角形、六边形、半圆形、直线形、十字形、L形或类似的非圆形的形状，以防止第二联接构件36相对于通道40旋转。第二联接构件36可以由诸如铝、铜、不锈钢、钨、碳钢、超弹性合金或类似的金属材料制成，或者由诸如聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、硬质聚氯乙烯、聚酯或类似的相对硬的树脂制成，或前述高张力纤维制成。

如图2和图3所示，远端工作单元14包括用作治疗感染部分的端部执行器的抓持器22，和用于致偏滑动器44使其向一个方向(朝着远端)移动的螺旋弹簧46。抓持器22用作用于夹持活体组织的钳子机构并且包括其中一个构件是可动的一对可打开/可闭合构件，即固定挤压构件48和可相对于固定挤压构件48成角度地运动的可动挤压构件50。可动挤压构件50的近端通过销52角度可动地安装在主远端主体54上。虽然在本实施方式中抓持器22的挤压构件中仅有一个是可打开的，但其两个挤压构件也可以均是可打开的。

主远端主体54具有形成于其下部(即如图2所示的下部)的凹槽56。滑动器44被设置在凹槽56中以在远端工作单元14的纵向方向上是可滑动的。滑动器44具有在其远端处凸起的销58，销58插入形成于可动挤压构件50的近端的下部中的长圆孔60中。

当操作手柄单元62(后文将描述)将传递构件18拉向近端从而将滑动器44定位在凹槽56的近端部分中时，固定挤压构件48和可动挤压构件50处于闭合位置(见图2)。当减小或去除手柄单元62上的握紧力时，传递构件18朝向远端移动，从而使得滑动器44朝向凹槽56的远端移动。销58压迫长圆孔60的内周表面，使得可动挤压构件50绕着销52旋转并打开(见图3)。长圆孔60可以被省略，且随着滑动器44的移动，滑动器44可以变形以吸收图2中销58的竖直移动。

螺旋弹簧46以受压状态容纳在形成于主远端主体54中的凹槽64和形成于滑动器44中的凹槽66中。螺旋弹簧46包括致偏装置，用于在其弹性力作用下将滑动器44朝向远端偏压，即用于将可动挤压构件50朝向打开方向偏压。由于根据本发明的医疗操纵器10包括作为在远端工作单元14中的致偏装置的螺旋弹簧46，不需要例如在手柄单元62中提供用于将可动手柄68朝向打开方向偏压的板状弹簧或类似物。由此，操作单元16具有简单的结构以实现更好的可操作性。

如图2和图3所示，接头26包括具有圆形的横截面形状的凹槽70，凹槽70与连接器12中的空间24连通并且在连接器12的远端面处是开放的。具有圆形的横截面形状的突起38从主远端主体54的近端伸出并且插入凹槽70中。

突起38包括通道40，该通道40轴向地形成于突起38的中央并且具有与第二联接构件36的横截面形状基本相同的横截面形状。当第二联接构件36插入通道40中时，传递构件18的转动力可以被传递至突起38和主远端主体54。

轴向地互相隔开预定的距离的两个环形沟槽74形成于凹槽70的内周表面中。突起38具有在分别与沟槽74相应的位置处周向延伸的两个环形的凸面75。凸面75插入相应的沟槽74中。凸面75不限于具有连续的环形形状，而是可以在周向上间断地设置。

具有上述结构的接头26允许远端工作单元14相对于连接器12旋转(转动)，但是使得远端工作单元14不能够轴向移动。因此，接头26能够可靠地防止远端工作单元14脱出或颤动。接头26可以具有转动阻力减小装置(未示出)，用于减小远端工作单元14的转动阻力。根据一种特定的示例，转动阻力减小装置可以包括润滑剂，诸如润滑油或设置在凹槽70和突起38之间的诸如聚四氟乙烯、硅树脂、聚乙烯、聚缩醛或类似物的一层低摩擦材料。转动阻力减小装置允许远端工作单元14的转动更加平滑。

如图1、图4和图5所示，操作单元16安装在连接器12的近端上以远程地使抓持器22打开和关闭(转动)、使远端工作单元14在可弯曲部分30处弯曲、以及使远端工作单元14相对于连接器12转动。

操作单元16包括手柄单元62，手柄单元包括固定至主操作单元主体28或与主操作单元主体28一体地结合的固定手柄80、以及可以相对于固定手柄80打开和关闭(转动)的可动手柄68。可动手柄68具有上端，该上端通过轴构件82可角度运动地安装在主操作单元主体28上。

限制器84从主操作单元主体28的下部的外表面伸出，用于与可动手柄68接合以限制其可角度运动的范围，从而防止当向手柄单元62施加过大的握紧力时传递构件18被损坏。如图13所示，固定手柄80和可动手柄68在位置上可以交换。根据这种变型，转动动作输入单元86和弯曲动作输入单元128(后文将描述)可以被设置在主操作单元主体28的近端的上部以实现更好的可操作性。

操作单元16具有设置在主操作单元主体28的近端中的转动动作机构88，转动动作机构88可以由安装在固定手柄80上的碟状的转动动作输入单元86(见图8)的操作致动。

转动动作机构88包括诸如马达的转动驱动源(致动器)90、与转动驱动源90的转动轴联接的小直径驱动齿轮92、与驱动齿轮92保持啮合的大直径被驱动齿轮94、以及将被驱动齿轮94可旋转地支撑在主操作单元主体28的近端处的轴承96。基于转动动作输入单元86的操作，转动驱动源90在控制器20的控制下被通电。被驱动齿轮94具有旋转轴98，旋转轴98在其近端部分包括圆柱形部分98a，在其远端部分包括棱柱形部分98b。圆柱形部分98a由轴承96支撑。

主操作单元主体28内容纳有转换装置100，用于将可动手柄68的角度运动转换为传递构件18的纵向移动，以及将被驱动齿轮94的转动所产生的转动力传递至传递构件18。转换装置100包括可转动地支撑第一联接构件34的支撑构件102，和用于将转动力从被驱动齿轮94传递至第一联接构件34的转动力传递机构104。

线形主体32的近端部分32b通过销106固定至第一联接构件34的远端部分。第一联接构件34包括空心的圆柱形构件，空心的圆柱形构件的中央形成有具有方形的横截面形状的通道108(见图7)，被驱动齿轮94的转动轴98的棱柱形部分98b插入通道108中。第一联接构件34在其近端处包括凸缘110，凸缘110与支撑构件102的近端面接合。

支撑构件102中形成有带圆形横截面形状的通孔112，第一联接构件34插入通孔112中。舌部116中形成有长圆孔114，舌部116从支撑构件102的下部伸出。支撑构件102由设置在主操作单元主体28内的引导构件118、120支撑，使得传递构件18能够在纵向方向上滑动。舌部116经过形成于下部引导构件120中的狭缝122向下伸出。

可动手柄68在其上部具有伸出构件124，伸出构件124插入主操作单元主体28中。安装在伸出构件124的上端的销126插入舌部116的长圆孔114内(见图4和图7)。

转动力传递机构104由被驱动齿轮94的转动轴98的棱柱形部分98b以及棱柱形部分98b插入的通道108共同构成。棱柱形部分98b相对于通道108可轴向移动，但与棱柱形部分98b插入通道108的深度无关，棱柱形部分98b不能够相对于通道108转动。因此，被驱动齿轮94的转动力通过棱柱形部分98b和通道108被传递至第一联接构件34，从而使得传递构件18整体转动。

除了方形形状，棱柱形部分98b的横截面形状可以是诸如三角形、六边形、半圆形、直线形、十字形、L形或类似形状的非圆形形状，以防止棱柱形部分98b相对于通道108转动。转动力传递构件104包括用于将转动力从转动驱动源90机械地传递至传递构件18的机构。转动力传递机构104可以由线、链条、正时皮带、连杆、杆、齿轮或类似物致动。优选地，转动力传递机构104由在动力传递方向上没有弹性的实体的形式的机械组件致动。虽然线、链条或类似物在张力作用下不免轻微地伸长，但也可以被认为是没有弹性的实体的形式的机械组件。致动机构可以用于允许转动动作机构88和远端工作单元14以相反的方向转动，或以不同的速度转动。

操作单元16具有设置在主操作单元主体28的远端上的弯曲动作机构130，弯曲动作机构可以由弯曲动作输入单元128的操作致动以使得可弯曲部分30弯曲。弯曲动作输入单元128安装在固定手柄80上并且包括指向上、下(前、后)、左和右方向的四个三角形按钮。

如图4、图5和图9所示，弯曲动作机构130包括：从主操作单元主体28的远端面伸出的两个螺旋弹簧132、134；平行于螺旋弹簧132、134设置的枢转轴(轴承滚珠)136；以及与螺旋弹簧132、134的远端联接并且在主操作单元主体28的远端面的对面隔开预定距离的倾斜板(摆动板)138。倾斜板138的中央形成有孔138a，从主操作单元主体28的远端伸出并且基本为空心圆柱形状的突起139插入孔138a中，且突起139与连接器12联接。

弯曲动作机构130还包括设置在主操作单元主体28内的两个弯曲驱动源(致动器)140、142，弯曲驱动源包括例如齿轮马达。弯曲驱动源140、142分别具有连接有相应的可轴向移动的螺钉140a、142a的驱动轴。可轴向移动的螺钉140a、142a分别旋入形成于主操作单元主体28的远端中的螺纹孔144、146中，并且远端分别保持抵靠倾斜板138的对角处的两个相应支承面148、150。

弯曲动作机构130以下述方式进行操作：当弯曲驱动源140、142在控制器20的控制下通电，可轴向移动的螺钉140a、142a轴向移动以使得倾斜板138被螺旋弹簧132、134弹性地支撑的同时，绕枢转轴136的球形远端面在希望的方向(如图9中箭头A、B所示的方向)上倾斜希望的角度。因为其中一个支承面150在水平方向上是细长的，即使当倾斜板138处于倾斜状态时，轴向可移动的螺钉142a可靠地保持为抵靠支承面150且在另一个轴向可移动的螺钉140a保持抵靠支承面148的同时倾斜板138能够平滑地摆动。可以使用包括用于使光学镜摆动的通用结构的机构来使得弯曲动作机构130的倾斜板138倾斜。

如图所示，倾斜板138的孔138a包括形成于其上下左右方向上的四个狭缝152。线154从孔138a的内周部分插入相应狭缝152中。线154在近端处分别具有大直径部分154a，大直径部分154a与倾斜板138的近端面接合。线154分别延伸穿过轴向地形成于连接器12中的四个相应的通孔156，并且伸到可弯曲部分30。

图10为连接器12的可弯曲部分30的结构示例的一部分的分解透视图。可弯曲部分30包括多个结环158，结环158接合在一起并且能够互相相对地角度运动。在图10中，将以例如包括三个结环158的情况来说明可弯曲部分30。但是，可弯曲部分30不限于由三个结环158构成，而是可以包括四到三十个结环158。

每个结环158包括在其一个表面上形成的经过结环158的中心在直径上相对的一对V形槽160，和在另一个表面上设置的经过结环158的中心在直径上相对的一对半圆柱形脊162。半圆柱形脊162相对于槽160偏置90°角。两个相邻的结环158定向成它们的槽160彼此偏置90°角。结环158接合，使得一个结环158的脊162插入另一个结环158的相应的槽160中。

每个结环158中在槽160和脊162处形成有通孔164。四根线154的大直径部分154a与倾斜板138接合，线154插入穿过结环158的相应的通孔164。线154的各自远端分别与设置在可弯曲部分30的远端处的结环158相联接(见图2和图3)。通过这种方式，结环158被放置在一起并且基本一体地互相结合。

当脊162插入槽160中时，在两个相邻的结环158之间形成空隙，从而允许脊162在槽160中成角度地运动并且进一步允许相邻结环158互相相对地成角度地运动。虽然成对的相邻结环158的可角度运动通过的角度很小，多个成对相邻结环158的角度总和很大，足以允许整个可弯曲部分30弯曲希望的角度(例如在从60°到120°的范围内)，从而使得能够弯曲远端工作单元14(抓持器22)，使其不与连接器12的纵向轴线平行。

当弯曲动作输入单元128被操作时，弯曲动作机构130在控制器20的控制下被致动以使得倾斜板138倾斜希望的角度，并且使得线154轴向移动相应距离从而使得可弯曲部分30在连接器12的横截面平面上向上、向下(向前、向后)、向左、向右弯曲希望的角度。具体说来，当倾斜板138通过线154拉动可弯曲部分30时，可弯曲部分30主动地(actively)弯折或弯曲。可弯曲部分30的弯曲方向以及该方向的数量(自由度)不限于任何特定的值。虽然未示出，每个结环158的外周面可以被有弹性或柔韧的材料层覆盖。

可弯曲部分30不限于具有示出的结构，而是可以包括波纹管或柔性管。连接器12可以包括用作远端部分的硬管以及用作近端部分的硬管，其中硬管由单个轴或多个轴可角度运动地连接以使得可弯曲部分30弯曲。替代地，可弯曲部分30可以包括具有枢转轴的弯曲机构。

如图11所示，在根据本实施方式的医疗操纵器10中，操作单元16和连接器12通过可拆卸接头35可拆卸地(可分离地)互相连接。具体来说，在将连接器12和操作单元16可拆卸地互相接合的可拆卸的接头35中，从操作单元16的远端伸出的突起139插入形成于连接器12的近端中的孔166中，且紧固螺钉168从连接器12的外周面朝向内周面地抵靠突起139地固定，从而将连接器12和操作单元16固定到一起(见图4和图5)。

为了将连接器12和操作单元16互相分离，因此线154从倾斜板138的狭缝152中脱离，松开紧固螺钉168，并且将操作单元16的突起139从连接器12的孔166中拔出(见图11)。此时，当通过将远端部分32a的近端处的T形杆170从近端部分32b的远端处的T形钩172中释放(见图12)而使远端部分32a和近端部分32b在连接头37处互相分离时，线形主体32可以容易地被分开。因此，远端工作单元具有多种端部执行器的多种工作单元15可以容易地被替换并且在单个操作单元16上使用，使得医疗操纵器10具有增强的通用性并且成本低。因为工作单元15可以容易地与操作单元16分离，工作单元15(远端工作单元14)可以容易地维护，从而进行替换、清洁、和/或高温消毒。

在这样构建的医疗操纵器10中，因为单个传递构件18操作抓持器22(打开和关闭或转动角度)并转动远端工作单元14，传递构件18在连接器12内的安装空间可以较小。因此，连接器12可以较细，同时，远端工作单元14和操作单元16均可以具有较简单的结构。由此根据本实施方式的医疗操纵器10可以更适合地使用以执行腹腔镜外科手术、脑外科手术、胸腔镜外科手术、泌尿外科手术或类似外科手术。

下面将说明医疗操纵器10的操作。

在初始状态(未操作状态)，抓持器22在螺旋弹簧46的偏压作用下是打开的，且可动手柄68是打开的(见图1、图3和图5)。当操作者用手抓住手柄单元62，且使得可动手柄68以图1中箭头所示的方向转动时，伸出构件124绕着轴构件82顺时针转动，从而导致销126被压迫抵靠长圆孔114的近端的内周表面，以使得舌部116和支撑构件102沿着引导构件118、120移动(如图4所示的状态)。因为凸缘110与支撑构件102的近端接合，第一联接构件34以与支撑构件102相同的方向移动，从而将传递构件18向近端拉。因为支撑构件102向近端移动，棱柱形部分98b的远端相对深地插入通道108。

当传递构件18被拉向近端时，滑动器44在凹槽56中克服螺旋弹簧46的偏压朝向其近端移动。因此，销58压迫长圆孔60的近端的内周表面，从而使得可动挤压构件50绕着销52以图2中的逆时针方向转动，并从而使得可动挤压构件50闭合(如图2所示的状态)。

当操作者的手松开手柄单元62或减小作用于手柄单元62的握力时，滑动器44在螺旋弹簧46的偏压作用下在凹槽56中朝向其远端移动。因此，销58压迫长圆孔60的远端的内周面，使得可动挤压构件50绕着销52以图3中的顺时针方向转动，并从而使得可动挤压构件50打开(如图3所示的状态)。

随着滑动器44朝向远端移动，传递构件18也朝向同样的方向移动。在传递构件18的近端处，凸缘110压迫支撑构件102，从而使得支撑构件102和舌部116沿着引导构件118、120朝向远端移动。长圆孔114的近端的内周面压迫销126，使得伸出构件124和可动手柄68绕着轴构件82以图5中的顺时针方向转动。现在可动手柄68返回至原始的打开状态(如图5所示的状态)。随着支撑构件102朝向远端方向移动，棱柱形部分98b的远端沿着其纵向方向大致移动到通道108的中央。

当可动手柄68打开和闭合时，可动挤压构件50与可动手柄68机械地(直接地)联动地打开和闭合。因此，当可动手柄68被手动地拉到一定程度时，如果抓持器22夹住物体(外科器械或活体组织)，则抓持器22和滑动器44不能进一步运动，使得操作者能够通过手指尖感觉到物体已经被夹住。

如果物体为硬质物体，例如外科器械，则可动手柄68在闭合方向上完全不能再运动。因为操作者能够将手操作力机械地、直接地而非通过电磁装置传递至抓持器22，所以操作者能够感觉到硬质物体已经被夹住，并且可以以强力可靠地夹住物体。如果由马达产生与手操作力相等的夹紧力，则需要尺寸和重量都相当大的马达，这样的马达无法轻易地容纳在主操作单元主体28内，且会使得医疗操纵器10更重。

如果物体为软质物体，例如活体组织或类似物，则取决于物体的弹性，可动手柄68在闭合方向上能够轻微地移动。因此，操作者可以感觉到软质物体已经被夹住，同时能够感觉到该物体的柔软程度，并且可以调整握住该物体的力度。

当传递构件18或类似物被磨损或老化时，摩擦力增加并且摩擦力被传递至可动手柄68，使得操作者可以感受到驱动系统状态的改变或不正常状态，由此，操作者可以判断更适当的维护时间。

如上所述，因为当可动手柄68打开和闭合时可动挤压构件50与可动手柄68机械地(直接地)联动地打开和闭合，所以固定挤压构件48和可动挤压构件50的打开(握紧)力与固定手柄80和可动手柄68的打开(握紧)力相应。因此，操作者可以容易地以任何希望的打开(握紧)力操作抓持器22。

具体来说，可动手柄68的手动操作被机械地传递以打开和闭合抓持器22。传递构件18、滑动器44等构成操作传递单元，操作传递单元用作在可动手柄68和抓持器22之间机械地传递手动操作的装置。

如上文所述，这里所使用的“机械地”这一术语表示通过线、链条、正时皮带、连杆、杆、齿轮或类似物来传递手动操作的系统，该系统主要由以在动力传递方向上的非弹性实体形式的机械组件致动。虽然线、链条或类似物在张力作用下不免轻微延长，但仍然可以被认为是非弹性实体形式的机械组件。例如，虽然传递构件18具有至少与可弯曲部分30相对应的柔性部分，但传递构件18通过螺旋弹簧46被保持在适当的张力作用下。当抓持器22闭合时，传递构件18被可动手柄68拉向操作单元16，且传动构件18本质上没有弹性变形，或者仅在不影响操作的程度上不可避免地弹性变形，从而提供了机械连接装置(机械传递装置)。

当操作转动动作输入单元86以使得转动驱动源90通电以旋转被驱动齿轮94时，与可动挤压构件50是打开或者闭合无关地(与打开程度无关地)，转动力依次被传递至转动轴98的棱柱形部分98b、通道108、第一联接构件34、线形主体32、第二联接构件36、通道40、突起38和主远端主体54，从而使得远端工作单元14转动。由此，转动动作机构88和接头26起转动机构的作用，以使得远端工作单元14绕其自身的轴线转动。被驱动齿轮94被驱动的方向与远端工作单元14转动的方向一致。

当连接器12伸直、弯折或弯曲时，抓持器22可以打开和关闭，且远端工作单元14可以转动。通过根据本实施方式的医疗操纵器10，因为可弯曲部分30不转动而是仅有远端工作单元14转动，即使当连接器12弯折或弯曲(即如图1中的双点划线所示的状态)时，远端工作单元14在转动时不会绕从可弯曲部分30朝向近端延伸的轴线摆动。因此，可以在抓持器22保持靠近待外科手术治疗的区域的同时，改变抓持器22的位姿(夹持活体组织的方向)。

关于弯曲动作机构130，通过简单地操作弯曲动作输入单元128以使弯曲驱动源140、142通电，与可动挤压构件50打开或关闭无关地(与打开程度无关地)，能够将倾斜板138倾斜至任何希望的角度，从而容易地将连接器12在可弯曲部分30处弯曲至希望的角度。具体来说，可弯曲部分30和弯曲动作机构130用作弯曲机构，用于使得抓持器22以横过连接器12轴向的方向弯曲，从而容易并快速地改变抓持器22的位姿。

如上所述，通过根据本实施方式的医疗操纵器10，当操作者用手指尖操作位于操作单元16上的弯曲动作输入单元128和转动动作输入单元86时，在控制器20的控制下，通过作为致动器的弯曲驱动源140、142和转动驱动源90，可以容易并快速地由弯曲动作机构130使得连接器12弯曲，使得可弯曲部分30和远端工作单元14由转动动作机构88转动。因此，医疗操纵器10具有高可操作性。具体来说，在医疗操纵器10中，使连接器12的一部分(可弯曲部分30)弯曲的弯曲机构以及使远端工作单元14转动的转动机构一起用作位姿改变机构，用于改变远端工作单元14的位姿，且该机构通过致动器操作。操作者手动操作机械地(直接地)独立于弯曲动作机构130等的操作的固定手柄80和可动手柄68，以打开和闭合(角度运动)远端工作单元14的抓持器22。因为可以操作抓持器22获得希望的夹紧力，操作者可以在感觉被夹物体的硬度的同时更适当地治疗感染部分。具体来说，通过机械地并直接地传递手动动作来操作端部执行器(抓持器22)是理想的。此外，最好的方法是使用致动器(弯曲驱动源140、142和转动驱动源90)简化提供其他位姿轴线的弯曲动作机构130、可弯曲部分30和转动动作机构88的操作，即简化位姿改变机构的操作。换句话说，根据本发明，因为可以例如通过单个手指尖按压按钮来容易地改变远端工作单元14的位姿，位姿改变动作不与操作者的其他打开和闭合抓持器22以及通过手臂整体移动医疗操纵器10的动作冲突，从而允许操作者更直观地执行外科手术治疗。

图14为图1所示的医疗操纵器10的远端部分的另一种结构示例的部分剖视放大侧视图。

如图14所示，远端工作单元180被布置为具有设置在远端工作单元14附近的致偏装置，用于将可动挤压构件50朝向打开方向偏压。螺旋弹簧46容纳在大直径部分182内，大直径部分182的直径比形成于连接器12的接头26的近端附近的位置处的空间24的直径更大。在大直径部分182中，第二联接构件36延伸穿过螺旋弹簧46，且碟状凸缘184与从螺旋弹簧46朝向远端延伸的第二联接构件36的一部分固定或一体地结合。处于压缩状态的螺旋弹簧46的近端被保持抵靠大直径部分182的近端面，且处于压缩状态的螺旋弹簧46的远端被保持抵靠凸缘184并朝向远端地偏压第二联接构件36。

致偏装置不限于螺旋弹簧46，而是可以包括诸如扭转弹簧、片状弹簧或类似的其他弹簧，或诸如橡胶的弹性材料，或永磁体或电磁体。致偏装置可以被设置在操作单元16的内部。

在外科手术过程中，可能需要在方向(剥离方向)上的大的剥离力以打开抓持器22进行组织剥离。如果以拉伸弹簧取代螺旋弹簧46，可动手柄68的推动作通过滑动器44直接传递至抓持器22，则可以产生大的剥离力。在医疗操纵器10上，施加在抓持器22的打开方向上的力被传递至可动手柄68。具体来说，当抓持器22被打开时刻抓持器22在其打开方向上抵靠活体组织或外科器械时，可动手柄68停止在打开方向上运动。由此，操作者可以感觉到抓持器22已抵靠某些物体。

转动动作机构88、弯曲动作机构130、接头26、转换装置100、操作单元16、可拆卸接头35、连接头37等并不限于上文示出的结构细节。在本实施方式中，外科操作装置可以包括可角度运动或者可以通过平移打开和关闭的一对打开和关闭构件。此外，外科操作装置可以包括可角度运动的单个构件，例如可弯曲钳子、电外科手术刀、超声刀或类似物。

除电动马达外，作为用于致动转动动作机构88和弯曲动作机构130的致动器的转动驱动源90和弯曲驱动源140、142可以包括使用诸如气体、液体或类似物的流体的流体压力致动器。

除装备在操作单元16上外，转动动作输入单元86和弯曲动作输入单元128还可以被构建为脚踏开关。在这种情况下，脚踏开关可以被放置在操作者的脚下以允许操作者更平滑地执行人工技术。

操作单元16上的可动手柄68、转动动作输入单元86、和弯曲动作输入单元128并不限于上述位置、形式和操作方法。转动动作输入单元86可以被操作滚轮、按钮或操纵杆替代。此外，可以选择和设计允许更容易地操作操纵器的多种位置和方法。

下面将参照图15至图57描述根据另一种实施方式的医疗操纵器1010。

如图15所示，根据本实施方式的医疗操纵器1010构成医疗操纵器系统的部分，并且与控制器1045相连接。

用于对医疗操纵器1010进行电控制的控制器1045通过连接头连接至从握持手柄1026的下端延伸的缆线1062。控制器1045可以对多个医疗操纵器1010进行互相独立的控制。当然，也可以使用控制单个医疗操纵器1010的控制器。

医疗操纵器1010包括用于夹紧一部分活体组织的远端工作单元1012和用于执行指定的外科手术治疗的弯针或类似物。医疗操纵器1010通常是指夹钳或针驱动器(持针器)。

如图15和图16所示，医疗操纵器1010包括由手握持并操作的操作单元1014，和固定至操作单元1014的工作单元1016。操作单元1014和工作单元1016一体地互相接合。但是，根据情况，操作单元1014和工作单元1016可以是可互相分离的。

在下述说明中，假设图15和图16中的横向为X方向，竖向为Y方向且连接轴1048的纵向方向为Z方向。在X方向中，从远端看向右的方向为X1方向，向左的方向为X2方向。在Y方向中，向上的方向为Y1方向，向下的方向为Y2方向。在Z方向中，向前的方向为Z1方向，向后的方向为Z2方向。除非另有说明，这些方向表示当医疗操纵器1010处于正常姿态(neutral posture)时的方向。上述方向的定义仅用于图示的目的。医疗操纵器1010可以以任何多种不同的方向使用，例如可以上下颠倒使用。

工作单元1016包括用于执行工作操作的远端工作单元1012，和将远端工作单元1012和操作单元1014互相连接的细长中空连接轴(连接器)1048。远端工作单元1012和连接轴1048具有小的直径，并且可以通过安装在患者腹部区域或类似区域处的中空圆柱体形式的套管针1020插入体腔1022中。工作单元1012被组合输入单元1034致动以执行多种技术，从而在体腔1022内对患者身体的感染部分进行夹持、去除、缝合或打结。

操作单元1014包括被手握住的握持手柄1026、从握持手柄1026的上部延伸的桥部1028、以及连接到桥部1028的远端的致动器模块1030和扳机杆(输入单元)1032。

如图15所示，操作单元1014的握持手柄1026从桥部1028的端部向Y2方向延伸，并且其长度适合手握。组合输入单元1034设置在握持手柄1026上。

连接至控制器1045的缆线1062设置在握持手柄1026的下端并且一体地连接至握持手柄1026。握持手柄1026和缆线1062可以通过连接头互相连接。

组合输入单元1034构成用于向远端工作单元1012发出在转动(轴转动)和摇摆(左和右)方向上的转动指令的组合输入装置。例如，在横向方向上操作的第一输入装置1034a发出摇摆方向上的指令，而在轴转动方向上操作的第二输入装置1034b发出转动方向上的指令。扳机杆1032包括用于向远端工作单元1012的端部执行器1104(见图15)发出打开和闭合指令的输入装置。虽然端部执行器1104适于具有多种形式，但是医疗操纵器1010采用可打开并可关闭的抓持器。

组合输入单元1034包括用于检测控制变量并向控制器1045提供检测操作信号(例如模拟信号)的输入传感器。

扳机杆1032包括设置在桥部1028下并且设置在能够容易地由食指操作的位置处的杆。扳机杆1032通过第一连杆1064和第二连杆1066连接至致动器模块1030，并且能够朝向和远离握持手柄1026地运动。第一连杆1064绕桥部1026的一部分摆动地枢转，且扳机杆1032安装在第一连杆1064在Y2方向的端部上。第二连杆1066从致动器模块1030在Z2方向上伸出并且与形成于第一连杆1064中的长圆孔1064a相接合。当扳机杆1032运动时，第二连杆1066可以在长圆孔1064a中在纵向方向上来回移动。

第二连杆1066连接到线(驱动构件)1056的一端。当扳机杆1032被拉动时，线1056也被一起拉动。因为线1056被用作连接到第二连杆1066的驱动构件(传递构件)，所以能够减少所使用的部件的数量，并且减少医疗操纵器1010的重量。

除线1056外，连接至第二连杆1066的驱动构件可以包括例如刚性的线形可动杆(或连杆)。因为杆通常比线更具有刚性，杆可以用作产生大夹紧力的线形可动构件。杆和第二连杆1066可以一体地互相接合。

连杆、齿轮等可以可操作地设置在第二连杆1066和线1056之间，用于调节操作者的操作力和操作行程。

致动器模块1030中容纳马达(位姿轴致动器)1040、1041，马达1040、1041分别对应于三个自由度中的两个的相应机构，并且所述相应机构结合在远端工作单元1012中。马达1040、1041被布置为在连接轴1048的纵向方向上互相平行。马达1040、1041对应于远端工作单元1012的转动和摇摆方向上的运动，即位姿改变机构的运动，以改变远端工作单元1012的位姿。马达1040、1041的尺寸和直径较小，从而允许致动器模块1030在形状上紧凑而扁平。基于操作单元1014的操作，马达1040、1041可以在控制器1045的控制下被通电以使得驱动轴转动。马达1040、1041与角度传感器结合，用于检测转动角度并且将所检测的角度信号提供给控制器1045。角度传感器可以包括例如转动编码器。除电动马达之外，致动器可以包括使用诸如气体、液体或类似物的流体的流体压力致动器。

致动器模块1030容纳分别连接至马达1040、1041的驱动轴的线轮1050a、1050b。

线1052、1054分别绕在线轮1050a、1050b上，并且朝向远端工作单元1012地延伸穿过连接轴1048中的空心区域1048a(见图20)。线1052、1054二者可以为相同的类型并且具有相同的直径。

操作单元1014的组合输入单元1034和扳机杆1032并不限于上文所描述并示出的位置、形式和操作方法。例如，组合输入单元1034可以被操作滚轮、按钮或操纵杆取代。此外，可以选择和设计允许容易地操作操纵器的其它位置和方法。

施加于扳机杆1032的手动操作被机械地传递以打开和闭合端部执行器1104。第一连杆1064、第二连杆1066、线1056和端部执行器驱动机构1260(后文将描述)用作在扳机杆1032和端部执行器1104之间机械地传递手动动作的装置(传递构件)，并且构成操作传递单元。

“机械地”这一术语表示通过线、链条、正时皮带、连杆、杆、齿轮或类似物来传递手动操作的系统，该系统主要由非弹性实体形式的机械组件在动力传递方向上致动。虽然线、链条或类似物在张力作用下不免轻微延伸，但仍然可以被认为是非弹性实体形式的机械组件。

下面将描述远端工作单元1012的第一至第五结构示例1012a至1012e以及变型1012f。

如图17、18、19、20和21所示，根据第一结构示例的远端工作单元1012a包括线驱动机构1100、组合机构1102和端部执行器1104。远端工作单元1012中包括提供三个自由度的机构。这些机构包括使得定位在沿Y方向延伸的第一转动轴线Oy前方的远端工作单元1012的一部分绕第一转动轴线Oy在摇摆方向上角度运动的具有第一自由度的机构、使得远端工作单元1012的一部分绕第二转动轴线Or在转动方向上角度运动的具有第二自由度的机构、以及使得远端工作单元1012的远端上的端部执行器1104绕第三转动轴线Og打开和闭合的具有第三自由度的机构。

具有第一自由度的机构的第一转动轴线Oy可以角度运动至不与从连接轴1048的近端向远端延伸的轴线C平行。具有第二自由度的机构的第二转动轴线Or可以绕沿着远端工作单元1012的远端(端部执行器1104)延伸的方向的轴线角度运动，且其远端部分可以在转动方向上转动。

具有第一自由度的机构(即在摇摆方向上可动的机构)包括例如具有+90°或更大的可操作范围的弯曲机构。具有第二自由度的机构(即在转动方向上可动的机构)包括例如具有±180°或更大的可操作范围的转动机构。具有第三自由度的机构(即端部执行器1104)可以例如打开40°或更大的角度。

端部执行器1104包括在手术中用于执行实际工作的构件。第一转动轴线Oy和第二转动轴线Or是用于改变端部执行器1104的位姿以帮助工作的位姿改变机构的位姿轴线。一般来说，用于打开和闭合端部执行器1104的具有第三自由度的机构被称为抓持器(或抓持器轴)。用于在摇摆方向上摆动的具有第一自由度的机构被称为摆动轴，而用于在转动方向上转动的具有第二自由度的机构被称为转动轴。

线驱动机构1100被设置在一对舌片1058之间并且用于将相应的线1052、1054的往复移动转换为转动，并且将该转动传递至组合机构1102。线驱动机构1100包括插入轴孔1060a、1060a的轴1110和插入轴孔1060b、1060b的轴1112。轴1110、1112牢固地压配合或焊接至轴孔1060a、1060b。轴1112与第一转动轴线Oy轴向对准。

在Y方向上形状对称的齿轮主体1126、1130分别安装在轴1112在Y方向上的两端上。齿轮主体1126包括管状构件1132和同中心地设置在管状构件1132的上部上的第一齿轮1134。齿轮主体1130在形状上与齿轮主体1126基本相同，并且在Y方向上与齿轮主体1126对准。齿轮主体1130包括管状构件1136和同中心地设置在管状构件1136的下部上的第二齿轮1138。齿轮1134、1138与齿轮主体1146的端面齿轮1165(后文将描述)的上端和下端保持啮合。

管状构件1136在直径和形状上与管状构件1132基本相同。线1052、1054绕在管状构件1132、1136上并且具有通过固定装置固定至管状构件1132、1136的部分。线1052、1054在管状构件1132、1136上绕1.5圈(540°)。

当线1052、1054转动时，齿轮主体1126、1130绕着轴1112转动。当齿轮主体1126、1130以同样的速度和同样的方向转动时，齿轮主体1146相对于轴1112摇摆并且在摇摆方向上运动。当齿轮主体1126、1130以同样的速度和相反的方向转动时，齿轮主体1146绕第二转动轴线Or转动并且在转动方向上运动。当齿轮主体1126、1130以不同的速度转动时，齿轮主体1146在摇摆和转动方向上进行复合运动。齿轮主体1126、齿轮主体1130和齿轮主体1146共同构成差速机构。

空转轮(圆柱形构件，传递构件)1140在轴1110的大致中央位置受到可转动地支撑。引导轮(圆柱形构件，传递构件)1142在轴1112的大致中央位置受到可转动地支撑。空转轮1140用于保持被驱动线(柔性构件，传递构件)1252始终以恒定角度(在两侧上均是大约180°)绕在引导轮1142上。取代使用空转轮1140，被驱动线1252也可以在引导轮1142上绕一圈或数圈。空转轮1140和引导轮1142可以具有平滑的表面，并且可以由具有小摩擦系数的材料制成，以减小被驱动线1252上的打滑和磨损(见图22)。引导轮1142围绕位姿改变机构的摇摆轴线Oy设置。

主轴1144可转动地支撑在轴1112上，并位于齿轮主体1126和引导轮1142之间以及位于引导轮1142和齿轮主体1130之间。主轴1144具有朝向组合机构1102伸出的套筒。主轴1144中轴向地形成有方孔1144a。主轴1144包括设置在Z2方向上的端部处的两个辅助板1144b，用于在Y方向上保持引导轮1142的两个表面。辅助板1144b分别具有使轴1112延伸穿过的孔。辅助板1144b具有在Z1方向上逐渐变宽的V形形状，用于防止诸如线的外物进入其中。

组合机构1102包括：打开/闭合机构，用于打开和闭合端部执行器1104；及用于改变端部执行器1104的位姿的位姿改变机构。

组合机构1102包括：可转动地安装在主轴1144的套筒的周向表面上的齿轮主体1146；安装在主轴1144的远端上的螺帽1148；弹簧1150；具有方形的横截面形状并且在Z2方向上的端部插入孔1144a中的杆(传递构件)1152；由销1154可转动地支撑在杆1152在Z2方向上的端部上的被驱动轮(圆柱形构件、传递构件)1156；被驱动板(传递构件)1158；和中空圆柱形罩1160。弹簧1150为压缩弹簧。杆1152在Z2方向上的端部为通道形，用于增加其相对于被驱动轮1156的可滑动性，且杆1152的端部在Z2方向上伸出很长。

由树脂制成的止推轴承1144c设置在主轴1144抵靠齿轮主体1146的部分上。另一个由树脂制成的止推轴承1148a设置在螺帽1148抵靠齿轮主体1146的部分上。止推轴承1144c和1148a具有低摩擦系数，用于减少抵靠部分的磨损和力矩，并且用于防止负载被直接作用于端面齿轮1165。止推轴承1144c、1148a包括例如滑动轴承，但也可包括滚动轴承，从而甚至当端部执行器1104强力地打开或闭合时，即甚至当齿轮主体1146牢固地抵靠主轴1144时，允许医疗操纵器绕转动轴线平滑地操作。

齿轮主体1146为阶梯形状，包括在Z2方向上的大直径部分1162、在Z1方向上的小直径部分1164、和在Z2方向上的大直径部分1162的端部上的端面齿轮1165。端面齿轮1165保持与齿轮1134、1138啮合。齿轮主体1146防止螺帽1148从主轴1144脱离。大直径部分1162具有带外螺纹的外周表面。

被驱动板1158具有在Z2方向上的凹槽1166、形成于凹槽1166的底部的接合腔1168、分别设置在X方向上的两个表面上的轴向肋1170、以及连杆孔1172。接合腔1168具有可以与杆1152的远端上的蘑菇型柄1174接合的形状。当蘑菇型柄1174与接合腔1168接合时，被驱动板1158和杆1152能够绕转动轴线互相相对转动。被驱动板1158具有与罩1160的内径基本相等的宽度。

罩1160的尺寸大到足以基本覆盖组合机构1102的整体，并且用于防止外物(活体组织、药物、线等)进入组合机构1102和端部执行器1104。罩1160具有形成于其内周向表面上并且互相直径相对的两个轴向沟槽1175。被驱动板1158的肋1170分别安装在沟槽1175中以轴向地引导被驱动板1158。因为柄1174与被驱动板1158的接合腔1168接合，所以被驱动轮1156可以在孔1144a内与被驱动板1158和杆1152一致地轴向地来回运动，并且可以绕杆1152转动。罩1160通过螺纹接合或通过压配合接合或类似方式固定至齿轮主体1146的大直径部分1162。

弹簧1150安装在齿轮主体1146的阶梯和被驱动板1158的凹槽1166之间，用于在常态下致偏被驱动板1158，以使被驱动板1158向前运动成抵靠着限制器。

端部执行器1104包括第一端部执行器构件1190、第二端部执行器构件1192和销1196。销1196设置在第三转动轴线Og上。

第一端部执行器构件1190具有在侧向上互相相对的一对侧壁1200、分别形成于侧壁1200的远端中的孔1200a、以及从侧壁1200的远端的下部在Z 1方向上伸出的第一抓持器1202。孔1200a的直径使得销1196能够压配合进入孔1200a中。第一抓持器1202在Z1方向上逐渐变窄，并且包括弓形的远端部分。第一抓持器1202具有在其整个表面上紧密地布置在一起的朝向Y1方向的多个圆锥形齿。第一端部执行器构件1190通过给定的联接装置联接至罩1160。例如，第一端部执行器构件1190和罩1160可以具有一体的结构，以形成组合的管状主体1230。

罩1160在近侧部分联接至齿轮主体1146(通过螺纹接合、压配合接合、焊接或类似方式)。当齿轮主体1146转动时，罩1160和第一端部执行器构件1190绕着转动轴线操作。

第二端部执行器构件1192为L形，包括在Z方向上延伸的第二抓持器1212以及相对于第二抓持器1212弯曲约60°的杠杆1214。第二端部执行器构件1192具有形成于L形弯角处的孔1216，且杠杆1214中在靠近其端部处形成有孔1218。当销1196插入孔1216中时，第二端部执行器构件1192可以绕着第三转动轴线Og摆动。第二抓持器1212具有与第一抓持器1202相同的形状，但以反向形式设置。当第二端部执行器构件1192绕着第三转动轴线Og角度运动时，第二端部执行器构件1192抵靠第一抓持器1202以夹住弯针或类似物。

杠杆1214和被驱动板1158通过两个平行的抓持器连杆1220互相连接。具体来说，销1222插入孔1218和形成于各抓持器连杆1220端部的孔1220a中，而销1124插入孔1172和形成于各抓持器连杆1220其它端部的孔1220b中。

可枢转地支撑抓持器连杆1220的销1124的位置相对于图19中的中央轴线轻微地偏移(从侧向看)。但是，从侧向上看，销1124可以定位在中央轴线上。考虑作用力的平衡、空间以及组装部件的容易程度来确定销1124的位置。销可以与抓持器连杆1220一体地结合。

两个抓持器连杆1220互相平行地设置，以充分地平衡作用力，以及防止无意中施加力矩负载。根据设计状况，可以仅使用一个抓持器连杆。

当被驱动轮1156、杆1152和被驱动板1158在Z2方向上运动时，杠杆1214也在Z2方向上受拉，导致第二抓持器1212朝着第一抓持器1202运动以在二者之间夹住物体。相反，当被驱动轮1156、杆1152和被驱动板1158由弹簧1150的作用在Z1方向上运动时，杠杆1214也在Z1方向上受推，导致第二抓持器1212远离第一抓持器1202运动并打开端部执行器1104。由于被驱动板1158在常态被弹簧1150致偏以在Z1方向上运动，当医疗操纵器不被手动操作时，第二抓持器1212与第一抓持器1202隔开从而打开端部执行器1104。弹簧1150能够保持线1056和被驱动线1252处于适当的张力下并防止它们松懈。由此防止了各个部件之间的游隙并且医疗操纵器能够具有高响应性地夹住物体。

为了简练，下文将使用术语“端部执行器1104”来表示第一抓持器1202和第二抓持器1212。

如图21所示，空转轮1140包括互相同中心地对准的两个平行的线轮，即第一层空转轮(第一层空转圆柱形主体)1232和第二层空转轮(第二层空转圆柱形主体)1234。引导轮1142包括互相同中心地对准的两个平行的线轮，即第一层引导轮(第一层引导圆柱形主体)1236和第二层引导轮(第二层引导圆柱形主体)1238。

图21中在Z2方向的端部处，将多段被驱动线1252中的一段以X1和Z1方向保持抵靠在第一层空转轮1232的表面上，并且也以Z2和X2方向保持抵靠在第一层引导轮1236的表面上，同时延伸至被驱动轮1156。

图21中在Z2方向的端部处，将另一段被驱动线1252保持以X2和Z1方向抵靠在第二层空转轮1234的表面上，并且也以Z2和X1方向抵靠在第二层引导轮1238的表面上，同时延伸至被驱动轮1156。

当例如线1056(见图22)在Z2方向上受拉时，第一层空转轮1232和第二层引导轮1238在俯视图的逆时针方向上转动，且第二层空转轮1234和第一层引导轮1236在俯视图的顺时针方向上转动。因为空转轮1140和引导轮1142均包括两个平行的同中心的线轮，当保持与线轮抵靠的被驱动线1252移动时线轮可以在相反的方向上转动，由此线轮平滑地操作。

如图22所示，线1056在Z1方向上的端部通过接线端1250(或者焊接、通孔等)连接至被驱动线(柔性构件)1252的两端。被驱动线1252为环形的柔性构件，具有连接至线1056的部分，并且可以替代地包括绳子、树脂线、钢琴线、链条或类似物。“环形”这一术语应当被广义地理解。柔性构件不必要在其整个长度上是柔性的。也就是说，至少被驱动线1252的绕每个线轮的部分可以是通过刚性构件连接至其直线部分的柔性构件。被驱动线1252可以构成线1056的一部分。

被驱动线1252从作为驱动构件的线1056经过、以X1方向(第一侧)沿着空转轮1140延伸并延伸至X2方向(第二侧)，然后以X2方向沿着引导轮1142经过并以X2方向延伸至被驱动轮1156的表面。然后被驱动线1252以Z1方向绕被驱动轮1156的表面半圈并以X1方向延伸至其表面，并且在朝向X2方向的同时，被驱动线1252以X2方向经过空转轮1140并且延伸至接线端1250。

由此被驱动线1252经过循环路径，其起点和终点均位于接线端1250处。被驱动线1252经过空转轮1140的两侧并且绕着被驱动轮1156，并且在空转轮1140和引导轮1142之间自身交叉，从而构成基本为8字型的配置。接线端1250和被驱动线1252通过线1056机械地连接至扳机杆1032。

“机械地”这一术语表示通过以在动力传递方向上非弹性实体形式的机械组件来致动构件的系统。虽然线1056为柔性构件，其通过弹簧1150保持适当的张力。为了闭合端部执行器1104，扳机杆1032在Z2方向上拉动线1056并且线1056基本没有弹性变形或不可避免的弹性变形仅为不影响操作的程度，从而提供机械连接装置。被驱动线1252在从俯视图观看时自身交叉。

空转轮1140、引导轮1142和被驱动轮1156具有基本同样的直径，该直径是在布置允许的情况下足够大的直径，使得被驱动线1252不会弯曲。接线端1250设置在与空转轮1140适当地隔开的位置处，使得被驱动线1252不会过分地弯曲。被驱动线1252的两端在接线端1250处构成锐角。因为弹簧1150(见图18)致偏被驱动板1158，使其在Z1方向上运动，所以被驱动轮1156和被驱动板1158受到Z1方向上的力。由此在张力作用的状态下被驱动线1252和线1056被合适地布置而不会松弛。空转轮1140和引导轮1142之间的间隙很小，例如，与被驱动线1252的宽度基本一样。

空转轮1140、引导轮1142和被驱动轮1156在其上表面和下表面上可以具有凸缘，或者可以具有凹的侧面，以防止被驱动线1252掉落。

为了说明，线1056、被驱动线1252、空转轮1140、引导轮1142、被驱动轮1156和端部执行器1104共同被称为端部执行器驱动机构1260。在端部执行器驱动机构1260中，如图22所示，被驱动线1252、空转轮1140、引导轮1142和被驱动轮1156沿着从近端到远端的中央线布置。端部执行器1104通过杆1152联接至被驱动轮1156。

下面将说明如此构建的医疗操纵器1010的操作。

如图22所示，当未接触扳机杆1032时，端部执行器1104在弹簧1150的弹性的作用下打开。在图22、23、24、25、36、37、52、53和55中，X方向是相对于远端工作单元1012a表示的，且扳机杆1032的竖向对应于Y方向。

如图23所示，当用手将扳机杆1032完全拉动时，线1056拉动被驱动线1252，使得被驱动轮1156和杆1152在Z2方向上运动的同时压缩弹簧1150，从而使得端部执行器1104闭合。换句话说，当包括线1056、被驱动线1252和被驱动轮1156的传递构件受拉时，端部执行器1104闭合。此时，扳机杆1032需要力以压缩弹簧1150。为了打开端部执行器1104，解除作用于扳机杆1032的力，从而允许杆1152在弹簧1150的复位力作用下被朝向远端推动，并且使得端部执行器1104返回到打开状态。

因为被驱动线1252是环形的，它形成左右两段。因此，被施加以闭合端部执行器1104的力被分为基本相等的力，分别用作在被驱动线1252的相应段上的张力。因此，被驱动线1252可以具有小于线1056的直径，并且可以具有足够的柔性。

如图24所示，当用手将扳机杆1032拉至一定程度、端部执行器1104夹住物体(外科器械、活体组织或类似物)W时，端部执行器1104、被驱动板1158、杆1152和被驱动轮1156基本不再进一步运动或仅仅运动相应于被驱动线1252和其他组件的弹性变形以及物体W的弹性变形的距离。被驱动线1252、线1056和扳机杆1032在Z2方向上不再进一步运动，从而允许操作者通过手指尖感觉到端部执行器1104已经夹住物体W。

如果物体W是诸如外科器械或类似物的硬质物体时，则扳机杆1032在Z2方向上基本不能运动。因为操作者可以将手操作力机械地并直接地而非通过电磁装置传递至端部执行器1104，所以操作者可以感觉到端部执行器1104已经夹住了某些硬质物体，且端部执行器1104可以在强力作用下可靠地夹住物体W。如果由马达产生与该手操作力相等的夹紧力，则马达需要相当大且重，难以容易地容纳在致动器模块1030内，并且会使得医疗操纵器1010更重。

如果物体W是诸如活体组织或类似物的软质物体，则取决于物体W的弹性，扳机杆1032可以在Z2方向上轻微地移动。由此操作者可以感觉到端部执行器1104已经夹住了某些软质物体，并且可以感觉到物体W的柔软程度并且调整夹住物体W的力。

当线等被磨损或老化时，摩擦力增加并且被传递至扳机杆1032，允许操作者感觉到驱动系统的状态改变或异常状态。因此，操作者可以判断更适当的维护时间。

如图25所示，当绕着摇摆轴线操作端部执行器1104时，被驱动轮1156绕自身转动，同时以引导轮1142为中心转动。因为被驱动轮1156和引导轮1142之间的距离保持不变，所以杆1152不被相对地致动且没有机械干涉。当绕着转动轴线操作端部执行器1104时，因为杆1152被设置为经过转动轴线的中央，所以杆1152不被致动并且没有机械干涉。换句话说，端部执行器驱动机构1260提供无干涉的构造。

因为空转轮1140和引导轮1142互相充分靠近，即使当绕着摇摆轴线将端部执行器1104致动90°时，被驱动线1252绕着被驱动轮1156的角度保持基本不变，且基本不会响应于握紧动作产生与摇摆和转动轴线干涉的转矩。

如果空转轮1140和引导轮1142互相隔开一定距离，则当绕着转动轴线大范围操作端部执行器1104时，被驱动线1252与引导轮1142的一个表面隔开。由此被驱动线1252出现绕着摇摆轴线在X方向上的不平衡(干涉状态)，产生绕着摇摆轴线的干涉转矩。为了使得绕摇摆轴线的操作范围最大化，希望将空转轮1140和引导轮1142互相足够靠近地定位。实际上，因为被驱动线1252经过空转轮1140和引导轮142之间，所以它们之间需要一定的间隙。同样，被驱动线1252所绕着的这些线轮的部分(除了上、下表面上的凸缘)之间的间隙可以是被驱动线1252的宽度的1到2倍。

如果不需要增加绕着摇摆轴线的操作范围，则空转轮1140和引导轮1142可以适当地互相隔开。即使当摇摆轴线弯曲时，可以通过操作扳机杆1032导致被驱动线1252致动被驱动轮1156，从而打开和闭合端部执行器1104。

因为摇摆轴线操作和转动轴线操作不导致与端部执行器1104的打开和闭合操作之间的机械干涉，所以用于致动端部执行器1104的远端工作单元1012a的驱动机构不需要任何校正装置来补偿干涉、或包括机构和致动器的任何其他类型的校正装置(例如校正致动器和辅助机构)。因此，医疗操纵器1010在结构上简单且轻量化。施加于扳机杆1032的操作力可以在不影响其他驱动系统的条件下被有效地传递至端部执行器1104。因此，端部执行器1104可以产生强的夹紧(或剥离)力。因为医疗操纵器1010轻量化，可以减小操作者支撑医疗操纵器1010所需要的力。因此医疗操纵器1010使得操作者能够适应地在长时间段内执行技术，也能够更好地感觉到组织被缝合针穿刺的力以及来自组织的反作用力。

因为可以通过扳机杆1032来手动地打开和闭合端部执行器1104，所以医疗操纵器1010能够节省能量。

可以使用与上述连杆机构相反的连杆机构，使得当不被手操作时端部执行器1104闭合。在这种情况下，当拉动扳机杆1032时端部执行器1104可以被打开。相反的连杆机构可以使得端部执行器1104的闭合状态、即例如如图22所示的第二抓持器1212重叠在第一抓持器1202上方的状态是初始状态。当在初始状态下扳机杆1032受拉时，第二抓持器1212逆时针转动并且与第一抓持器1202隔开，从而打开端部执行器1104。

在外科手术过程中，可能需要在一个方向(剥离方向)上的大的剥离力以打开端部执行器1104，从而剥离组织。如果扳机杆1032的拉动作通过相反的连杆结构被直接传递至端部执行器1104，则可以产生大的剥离力。

在这种情况下，使用该医疗操纵器1010，端部执行器1104打开方向上的力被传递至扳机杆1032。换句话说，当端部执行器1104打开并且抵靠在打开方向上的活体组织、医疗器械或类似物时，扳机杆1032不能够在Z1方向上运动。由此操作者能够感觉到端部执行器1104抵靠某些物体。

因为远端工作单元1012的摇摆轴线和俯仰轴线之间的差别表示相对于操作单元的初始位姿或相对位姿，所以摇摆轴线可以由俯仰轴线替代。因此，远端工作单元1012可以具有摇摆轴线和俯仰轴线。除线(柔性构件)和齿轮外，位姿轴线(相应于远端工作单元1012的摇摆轴线和俯仰轴线)可以由例如杆、连杆、转矩管或类似物、或其任意的组合致动。

空转轮1140、引导轮1142和被驱动轮1156不必是线轮，而可以包括线能够绕着(如果允许柔性构件在上面滑动的话)的圆柱形主体(圆柱形构件)。圆柱形主体应当被广义地理解，并且包括空心的圆柱形主体和弧柱形主体。如果根据设计状况线轮的角度操作范围太小，则线可以在线轮上绕小于一圈。在这种情况下，线轮可以是弧柱形主体。

如果被驱动轮1156相对于销1154不可以转动(被驱动轮1156固定至杆1152)，则由于被驱动线1252不与被驱动轮1156的更加靠近引导轮(在Z2方向上)的半弧形部分抵靠，所以不需要被驱动轮1156的半弧形部分，因此被驱动轮1156可以是仅具有靠近其远端的半弧形部分的圆柱形主体的形式。类似地，如果返回轮1350具有不与被驱动线1252抵靠的部分，则返回轮1350可以是部分弧柱形主体，从而使得组合机构1102的长度能够减少。

下面将参照图26至图31说明被驱动线1252端部处(相应于接线端1250)的接合点的变型。

根据被驱动线1252端部处的接合点的第一种变型，如图26所示，被驱动线1252的两端插入管(驱动构件)1400的远端处的开口中，并且靠近远端处的开口的部分1402被压迫以压住被插入端。由此可以容易地将被驱动线1252固定就位。

根据被驱动线1252的端部处的接合点的第二种变型，如图27所示，管1406螺纹装配在杆(驱动构件)1404的远端中。与图26所示的管1400类似，管1406压住被驱动线1252的两端。由此，通过这种布置，杆1404和管1406可拆卸地互相连接，以帮助组装和维护。这种螺纹接合允许管1406可调整地从杆1404伸出，以调整被驱动线1252的长度和张力。管1406可以进一步地由双螺帽结构固定。

根据被驱动线1252的端部处的接合点的第三种变型，如图28和图29所示，被驱动线1252通过形成于杆(驱动构件)1408的远端中的孔1410插入。孔1410具有与被驱动线1252接合的朝向Z2方向的弓形壁1410a。被驱动线1252抵靠弓形壁1410a滑动。当在Z2方向上拉动杆1408时，被驱动线1252可以在良好的平衡下在X方向上受拉。

包括单根线的被驱动线1252的两端固定至固定构件1412，从而构成环形。固定构件1412设置在除了与作为驱动构件的杆1408的接合点之外的位置处，并且允许调整被驱动线1252的长度和张力。因此，第三种变型在结构上很简单。

根据被驱动线1252的端部处的接合点的第四种变型，如图30和图31所示，滚子1416安装在杆(驱动构件)1414的远端部分1414a处，且被驱动线1252绕着滚子1416。滚子1416可转动地支撑在销1418上。被驱动线1252在绕在滚子1416上的同时可以来回运动。当在Z2方向上拉滚子1414时，即使摇摆轴线未弯曲，被驱动线1252可以在良好的平衡下在X方向上受拉。远端部分1414a螺纹装配在杆1414中。根据第四种变型，在Y方向上隔开的被驱动线1252的成对的两段受到一致的张力以延长被驱动线1252的使用寿命，并且使得被驱动线1252的成对的上、下两段线互相平行。

因为在Y方向上互相隔开的被驱动线1252的成对的两段线互相平行，所以杆1414可以被设置在靠近远端工作单元1012a的位置，从而缩短被驱动线1252并减少被驱动线1252的延长，从而提高其响应性。

下面将描述根据第二结构示例的远端工作单元1012b。远端工作单元1012b(以及远端工作单元1012c至1012f)中与远端工作单元1012a相同的部件将以相同的附图标记表示，并且这些特征将不进行具体描述。

如图32所示，除了没有使用空转轮1140(见图21)外，远端工作单元1012b具有与远端工作单元1012a类似的结构。在远端工作单元1012b中，被驱动线1252从两个方向绕在引导轮1142上一圈或更多圈。具体来说，被驱动线1252从X2方向绕在第一层引导轮1236上，并且从X1方向绕在第二层引导轮1238上。远端工作单元1012b以与远端工作单元1012a同样的方式操作。当在Z2方向上拉动被驱动线1252时，引导轮1142和被驱动轮1156受拉以操作端部执行器1104，并绕着轴1112在摇摆方向上操作端部执行器1104(见图32中的虚线)。如果绕着摇摆轴线的操作范围是单侧的(0°到90°)，则被驱动线1252中仅有一段线绕在引导轮1142上一圈或更多圈。例如，在图32中，为了仅在一个方向上绕着摇摆轴线操作端部执行器1104，如箭头A所示，不需要在X1方向上绕着第一层引导轮1236的被驱动线1252的绕圈1253。可以仅保持被驱动线1252抵靠第一层引导轮1236朝向X2方向的表面。

因为不需要空转轮1140，所以远端工作单元1012b在结构上比远端工作单元1012a更简单。另一方面，在远端工作单元1012a中，为了提供更小的摩擦，绕在引导轮1142上的被驱动线1252的长度较短，比远端工作单元1012b中被驱动线1252的整体长度更短。由于绕在引导轮1142上的圈数较少，引导轮1142可以更薄。可以根据设计状况决定使用远端工作单元1012a或远端工作单元1012b。

如图26至图32所示的结构也可以适用于下文将描述的远端工作单元1012c至1012f。

下面将说明根据第三结构示例的远端工作单元1012c。

如图33所示，远端工作单元1012c在端部执行器1104的结构上与远端工作单元1012a不同。

远端工作单元1012c包括具有双侧打开类型结构的端部执行器1300，端部执行器1300上具有一对可动的抓持器1302。端部执行器1300包括与罩1160一体地结合的抓持器基座1304、可以关于安装在抓持器基座1304上的销1196运动的一对端部执行器构件1308、以及一对抓持器连杆1220。

每个端部执行器构件1308具有与第二端部执行器构件1192类似的L形的形状，包括在Z1方向上延伸的抓持器1302和从抓持器1302延伸并弯曲约35°的杠杆1310。L形弯角中形成有孔1216，且销1196插入孔1216中，使得端部执行器构件1308可以绕着第三转动轴线Og摆动。

每个端部执行器构件1308通过单侧抓持器连杆1220联接至被驱动板1158上的销1224。被驱动板1158具有设置在相对于图33中的Y方向对称的位置处的两个连杆孔1172。抓持器连杆1220从侧视方向看互相交叉。

除了远端工作单元1012c的端部执行器1300之外，线驱动机构1100和组合机构1102的结构与前述远端工作单元1012a的那些相同。

因为抓持器1302设置在互相面对的位置，远端工作单元1012c能够产生很好地平衡的力，而不会无意中施加转矩负载。

如图33和图34所示，端部执行器构件1308响应于杆1152的操作基本同步地被致动。因此，端部执行器构件1308能够相对于中央轴线对称地打开和闭合。

如图35所示，当端部执行器1300绕摇摆轴线运动时，因为摇摆轴线机构和用于致动端部执行器1300的机构保持互相不干涉，所以不会改变端部执行器1300的打开程度。相反，当端部执行器1300打开和闭合时，端部执行器1300不会绕摇摆轴线或转动轴线运动。

因为端部执行器1300机械地直接连接至扳机杆1032，端部执行器1300产生强的夹紧力，其中作用于端部执行器1300的力被传递至扳机杆1032。

下面将描述根据第四结构示例的远端工作单元1012d。在上述远端工作单元1012a至1012c中，手操作力主动地拉扳机杆1032(即使得抓持器打开/闭合)，且扳机杆1032通过弹簧1150的力被动地返回，使得力被施加在一个方向上，仅仅用于打开/闭合抓持器。在根据第四结构示例的远端工作单元1012d(以及远端工作单元1012e)中，以有源方式施加手操作力以拉回扳机杆1032，其中力施加在两个方向上。不使用用于产生力的弹簧1150。远端工作单元1012d可以被用作夹钳和剥离钳。

如图36所示，远端工作单元1012d包括对应于端部执行器驱动机构1260(见图22)的两个机构，即第一端部执行器驱动机构1320a和第二端部执行器驱动机构1320b。第一端部执行器驱动机构1320a的组件由附图标记加后缀“a”表示，而第二端部执行器驱动机构1320b的组件由附图标记加后缀“b”表示，以互相区分。为便于理解，在图36和37中(以及图52和图53中)示出在纸面上的第一端部执行器驱动机构1320a和第二端部执行器驱动机构1320b互相平行。如果远端工作单元1012d被结合到实际的医疗操纵器1010中，则如图38(和图51)所示，线轮轴向地(即在Y方向上)并置，使得空转轮(圆柱形构件，传递构件)1140a、1140b的转动轴互相同轴地设置，且引导轮(圆柱形构件，传递构件)1142a、1142b的转动轴也互相同轴地设置。换句话说，空转轮1140a、1140b共同支撑在轴1110上(见图38)，而引导轮1142a、1142b共同支撑在轴1112上。互相同轴的引导轮1142a、1142b简化了摇摆轴线操作机构。

远端工作单元1012d包括第一端部执行器驱动机构1320a、第二端部执行器驱动机构1320b、驱动联接线(驱动联接柔性构件，传递构件)1322、以及驱动联接线1322所绕着的驱动联接轮(圆柱形构件，传递构件)1324。通过这种布置，第一端部执行器驱动机构1320a和第二端部执行器驱动机构1320b可以反相地进行操作，以容易地在相反的方向上移动驱动连杆(传递构件)1326a和驱动连杆(传递构件)1326b。

虽然没有示出，远端工作单元1012d包括与远端工作单元1012a中相同的线驱动机构1100、组合机构1102和端部执行器1104。

驱动联接线1322的一端连接至第一端部执行器驱动机构1320a的驱动连杆1326a的近端，而另一端连接至第二端部执行器驱动机构1320b的驱动连杆1326b的近端。驱动连杆1326a、1326b对应于线1056并且分别在驱动线1252a、1252b的相应端部处连接至接线端1250a、1250b。在远端工作单元1012d中，驱动连杆1326a、1326b可以由线替代。在这种情况下，驱动联接线1322的两端可以直接连接至接线端1250a、1250b。

第二连杆1066(见图22)的一端连接至驱动连杆1326a，并且可以通过扳机杆1032来回地运动。因为驱动联接线1322和驱动连杆1326b绕着驱动联接轮1324连接至驱动连杆1326a，当第二连杆1066来回运动时，驱动连杆1326a和驱动连杆1326b在相反的方向上来回运动。

扳机杆1032可以通过齿条齿轮机构来致动驱动连杆1326a和驱动连杆1326b，该齿条齿轮机构包括安装在第二连杆1066上的齿条和安装在驱动联接轮1324上的小齿轮。驱动联接轮1324可以设置在远端工作单元1012d中(即连接轴1048的远端上)，或者可以设置在操作单元1014中。

远端工作单元1012d还包括：被驱动联接线(被驱动连接柔性构件，传递构件)1328，被驱动联接线1328的一端连接至第一端部执行器驱动机构1320a的被驱动轮(柔性构件，传递构件)1156a，另一端连接至第二端部执行器驱动机构1320b的被驱动轮(柔性构件，传递构件)1156b；和被驱动联接线1328绕着的被驱动联接轮(圆柱形构件，传递构件)1330。在这种布置下，第一端部执行器驱动机构1320a和第二端部执行器驱动机构1320b可以反相地被操作以使杆1152来回运动。

被驱动轮1156a和被驱动轮1156b中的任意一个由杆1152可转动地支撑。杆1152可以固定至被驱动联接线1328的线形部分。杆1152也可以通过齿条齿轮机构连接至被驱动联接轮1330。换句话说，杆1152可以导致被驱动线1328或被驱动轮1156a，1156b的来回运动。

如果使得驱动联接线1322和被驱动联接线1328处于0N或更高的初始张力下并使其不松弛，则可以防止远端工作单元的多个部件具有游隙，并且远端工作单元可以通过高响应的方式地夹住物体。

如图36所示，当手将扳机杆1032完全拉动时，驱动连杆1326a拉动被驱动线1252a以使得被驱动轮1156a和杆1152向Z2方向运动，从而闭合端部执行器1104。换句话说，通过拉动包括驱动连杆1326a、被驱动线1252a和被驱动轮1156a的传递构件可以闭合端部执行器1104。

在第二端部执行器驱动机构1320b中，因为驱动连杆1326被设置为被向外推出，驱动连杆1326b不会妨碍杆1152的操作。因为被驱动线1252b仅产生张力(即被驱动线1252b不传递压缩力)，所以被驱动线1252b基本不参与动力的传递。

此时，当端部执行器1104夹住物体W时，被驱动线1252、驱动连杆1326和扳机杆1032不能在Z2方向上进一步运动，从而使得操作者通过指尖感觉到端部执行器1104已经夹住物体W。操作者也可以感觉到物体W的硬度。因为图24所示的远端工作单元1012a基本等同于图36所示的远端工作单元1012d，虽然不使用第二端部执行器驱动机构1320b，参照图36和图24还是可以容易地理解这些动作。

如图37所示，当手将扳机杆1032完全推出时，驱动联接线1322在如图37所示的逆时针方向运动，并且驱动连杆1326b拉动被驱动线1252b以使得被驱动轮1156b向Z2方向运动。被驱动联接线1328在逆时针方向运动，且杆1152和被驱动轮1156a朝向远端向Z1方向运动，从而打开端部执行器1104。

因为用手推出扳机杆1032的力通过第二端部执行器驱动机构1320b机械地并直接地传递至端部执行器1104，所以可以在希望的强力作用下、而非诸如弹性主体所提供的力的作用下打开端部执行器1104。因此，利用端部执行器1104的外侧表面，远端工作单元可以适当地用于执行剥离活体组织或开孔的技术。

当物体W与端部执行器1104的外侧表面进行接触时，被驱动线1252b、驱动连杆1326b和扳机杆1032在Z1方向上不能再进一步运动，从而允许操作者通过指尖感觉到端部执行器1104的外侧表面已经接触物体W。操作者也可以感觉到物体W的硬度。

远端工作单元1012d可以以与远端工作单元1012a同样的方式绕摇摆轴线和转动轴线操作。虽然没有示出，当远端工作单元1012d绕摇摆轴线操作时，比引导轮1142a和1142b的轴(见图38)更靠近远端的组合机构1102和端部执行器1104绕着引导轮1142a和1142b的轴在摇摆方向上摆动。因为远端工作单元1012d构成与远端工作单元1012a的机构类似的无干涉机构，当远端工作单元1012d绕摇摆轴线操作时，端部执行器1104打开的程度保持不变。相反地，当改变端部执行器1104的打开程度时，不操作摇摆轴线。端部执行器1104和转动轴线以同样的方式互相相关。

远端工作单元1012d(以及远端工作单元1012e)不需要弹簧1150。根据设计状况，可以提供弹簧1150以致偏杆1152，使其向远端或近端移动。该布置使得能够当未操作扳机杆1032时保持端部执行器打开或闭合。如果远端工作单元1012d中没有足够的空间，则弹簧1150可以被设置在扳机杆1032中。

如图38所示，在远端工作单元1012d中，空转轮1140a、1140b分别具有互相同轴的外部第一层空转轮1232a、1232b以及互相同轴的内部第二层空转轮1234a、1234b。引导轮1142a、1142b分别具有互相同轴的外部第一层引导轮1236a、1236b以及互相同轴的内部第二层引导轮1238a、1238b。这一结构与图21所示的结构类似，允许成对的线轮以相反的方向转动以实现平滑的操作。

如图39所示，内部两个第二层空转轮1234a、1234b可以互相一体地形成，共同构成中央公用空转轮1430。内部两个第二层引导轮1238a、1238b可以互相一体地形成，共同构成中央共用引导轮1432。

具体来说，因为驱动连杆1326a和1326b在相反的方向上运动相同的距离，线如图39中箭头所示地运动，从而使得第二层空转轮1234a和第二层空转轮1234b以相同的角度和相同的方向(在图39中顺时针方向)转动，同时也使得第二层引导轮1238a和第二层引导轮1238b以相同的角度和相同的方向(在图39中逆时针方向)转动。因此，这些构件不需要分离地设置，而是可以构成具有简单结构的一体的中央公用空转轮1430和一体的中央共用引导轮1432。为便于理解，在图39中，示出第二层引导轮1238a和第二层引导轮1238b略微地互相隔开，也示出第二层空转轮1234a和第二层空转轮1234b略微地互相隔开。但是，它们之间的距离可以基本为零。

下面将参照图40至图43描述根据第一至第四示例，用于将第一端部执行器驱动机构1320a和第二端部执行器驱动机构1320b在相反的方向上运动基本相同的距离的驱动构件推进和缩回机构1440a至1440d。

如图40所示，根据第一示例的驱动构件推进和缩回机构1440a包括可绕枢轴1442转动的臂1444、在Y1方向上与枢轴1442略微隔开的转动接合构件1446a、以及在Y2方向上与枢轴1442略微隔开的转动接合构件1446b。从枢轴1442到两个转动接合构件1446a、1446b的距离基本彼此相等。驱动连杆1326a的近端可转动地接合转动接合构件1446a。驱动连杆1326b的近端可转动地接合转动接合构件1446b。

臂1444对应于上述的第一连杆1064。扳机杆1032安装在臂1444的下端。

如图41所示，与驱动构件推进和缩回机构1440a一样，根据第二示例的驱动构件推进和缩回机构1440b包括臂1444、枢轴1442和转动接合构件1446a、1446b。线1448a连接至转动接合构件1446a，且线1448b连接至转动接合构件1446b。线1448a的另一端通过接线端1250a连接至被驱动线1252a(见图36)，线1448b的另一端通过接线端1250b连接至被驱动线1252b(见图36)。

如图42所示，根据第三示例的驱动构件推进和缩回机构1440c包括臂1444、固定至臂1444的转动操作构件1450、绕在转动操作构件1450上的线1452、将线1452的一部分固定至转动操作构件1450的固定构件1454、以及在转动操作构件1450附近保持抵靠线1452的一部分的空转轮1456。转动操作构件1450为薄圆柱形主体的形式并且作为线轮操作。具体来说，线1452的一部分1452a保持与转动操作构件1450的上部接触，且另一部分1452b保持与转动操作构件1450朝向Y2方向的部分接触。

转动操作构件1450与臂1444一致地绕枢轴1442转动。线1452从固定构件1454开始的部分1452a通过接线端1250a连接至被驱动线1252a(见图36)。线1452的另一部分1452b通过接线端1250b连接至被驱动线1252b(见图36)。

转动操作构件1450具有适当的大的直径，以能够完全地拉动被驱动线1252a和被驱动线1252b。固定构件1454设置在不防止线1452被拉入和送出的位置。

空转轮1456保持与线1452抵靠，从而限定线1452经过连接轴1048的中空区域1048a的布置和路径，以保持线1452的部分1452a、1452b互相靠近。空转轮1456也可以用作线1452的张紧器。

如图43所示，根据第四示例的驱动构件推进和缩回机构1440d包括臂1444、转动操作构件1450、线1460、固定构件1454和空转轮1456。线1460的远端连接至驱动连杆1326a的近端，且线1460的近端部分绕着转动操作构件1450的上部。近端通过固定构件1454固定至转动操作构件1450。空转轮1456被设置为与线1460接合，用于限定线1460和驱动连杆1326a的布置和路径。

驱动连杆1326b的近端可转动地支撑在转动操作构件1450的下部接合构件1464上。臂1444中形成有长圆孔1064a，用于引导下部接合构件1464。驱动连杆1326a和驱动连杆1326b由引导器1462a、1462b支撑，以在Z方向上来回运动。

驱动构件推进和缩回机构1440a至1440d使得能够在相反的方向上使第一端部执行器驱动机构1320a和第二端部执行器驱动机构1320b运动基本相同的距离。如下文所述，驱动构件推进和缩回机构1440a至1440d也可以适用于远端工作单元1012e。

下面将描述根据第五结构示例的远端工作单元1012e。远端工作单元1012e包括第一端部执行器驱动机构1340a和第二端部执行器驱动机构1340b。

如图44、45、46和47所示，第一端部执行器驱动机构1340a本质上与前述的第一端部执行器驱动机构1320a(见图36)一样。第二端部执行器驱动机构1340b与上述第二端部执行器驱动机构1320b(见图36)不同，不同之处在于增加了返回轮(圆柱形构件，传递构件)1350，且不采用被驱动联接线1328和被驱动联接轮1330。被驱动轮1156a和被驱动轮1156b同轴地布置。

主轴1144中形成有沿直径的孔1354，销1352插入并固定在孔1354中。孔1354延伸穿过主轴1144的套筒并经过孔1144a。

杆(传递构件)1152中形成有轴向延伸并且宽度大到足以允许销1352贯穿插入的长圆孔1356。杆1152设置在相对于工作单元1016的轴线在Y1方向上略微偏移的位置。远端的柄1174设置在轴线上(见图22)。但是，杆1152也可以设置在中央。

与被驱动轮1156(见图20)一样，被驱动轮1156a由杆1152在Z2方向上的端部上的销1154可转动地支撑。销1154延伸穿过杆1152并且在Y2方向上伸出，被驱动轮1156b支撑在伸出的端部上。被驱动轮1156b的宽度大到足以支撑两圈被驱动线1252b。孔1144a的高度大到足以使得被驱动轮1156a、1156b和杆1152可以插入其中。被驱动轮1156a、1156b由销1154同中心地支撑在孔1144a中以允许独立转动。

在孔1144a中，销1352从Y1方向朝着Y2方向插入长圆孔1356和返回轮1350的中央孔中，从而允许杆1152和被驱动轮1156a、1156b轴向地来回运动。返回轮1350由销1352可转动地支撑并固定就位，并且具有的宽度大到足以支撑两圈被驱动线1252b。如果返回轮1350为双层结构，则当打开和闭合端部执行器时，返回轮1350可以在相反的方向上转动以减小线和线轮之间的摩擦。

如图48、49和50所示，在第二端部执行器驱动机构1340b中，返回轮1350设置为比被驱动轮1156b更加靠近远端，且被驱动线1252b绕着被驱动轮1156b和返回轮1350。换句话说，被驱动线1252b从驱动构件的驱动连杆1326b的接线端1250b开始，经过空转轮1140b朝向X1方向的一侧，然后向X2方向延伸，经过引导轮1142b朝向X2方向的一侧，并延伸至被驱动轮1156b朝向X2方向的表面。被驱动线1252b在Z1方向上延伸至返回轮1350朝向X2方向的表面，绕返回轮1350朝向X1方向的表面半圈，然后返回Z2方向。

被驱动线1252b绕被驱动轮1156b朝向Z2方向的表面半圈。被驱动线1252b经过被驱动轮1145b朝向X2方向的一侧并再一次朝向返回轮1350延伸。被驱动线1252b绕返回轮1350朝向Z1方向的表面半圈并朝着X2方向返回。然后，被驱动线1252b从引导轮1142b朝向X1方向的一侧延伸至空转轮1140b朝向X2方向的一侧，并且连接至驱动连杆1326b的接线端1250b。接线端1250和被驱动线1252b通过驱动连杆1326b机械地连接至扳机杆1032。

在图48、49和50中，空转轮1140b的直径比引导轮1142b更大，以防止邻近引导轮1142b设置的齿轮1134、1138(见图20)与轴1110干涉，并且保持空转轮1140b和引导轮1142b互相靠近。

为便于理解其结构，图51示意性地示出了远端工作单元1012e。

如图52所示，当手完全拉动扳机杆1032时，杆1152向Z2方向运动以闭合端部执行器1300。此时，远端工作单元1012e的操作和优点与图23和图36所示的远端工作单元的那些相同，下文将不具体描述这些特征。

因为被驱动轮1156b与被驱动轮1156a同中心地布置，所以被驱动轮1156b与被驱动轮1156a在Z2方向上一致地移动。因为驱动连杆1326b移动并被推出，被驱动线1252b和驱动联接线1322不会松弛。被驱动轮1156b和返回轮1350之间的距离由L表示。

如图53所示，当用手完全推出扳机杆1032时，驱动联接线1322在如图53所示的逆时针方向运动，且驱动连杆1326b动作以拉动被驱动线1252b。因为被驱动线1252a的远端部分绕着固定就位的返回轮1350，被驱动线1252a并不整体运动，且被驱动轮1156b根据驱动连杆1326b所运动的距离向Z1方向运动，使得距离L缩短。因为距离L缩短，由此被驱动线1252a被朝向驱动连杆1326b送出，允许驱动连杆1326b运动。由此被驱动轮1156b用作可动线轮，而返回轮1350用作固定线轮。

因为被驱动轮1156a与被驱动轮1156b同轴，被驱动轮1156a与被驱动轮1156b一致地在Z1方向上移动，从而在Z1方向上推动杆1152以打开端部执行器1300。

因为用手推出扳机杆1032的力通过第二端部执行器驱动机构1320b机械地直接传递至端部执行器1300，所以可以在希望的强力作用下、而非诸如弹性主体所提供的力的作用下打开端部执行器1300。因此，利用端部执行器1300的外侧表面，远端工作单元可以适当地用于执行剥离活体组织或开孔的技术。

当物体W与端部执行器1300的外侧表面进行接触时，被驱动线1252b、驱动连杆1326b和扳机杆1032在Z1方向上不能再进一步运动，从而允许操作者通过指尖感觉到端部执行器1300的外侧表面已经接触物体W。操作者也可以感觉到物体W的硬度。

远端工作单元1012d、1012e可以以与远端工作单元1012a同样的方式绕摇摆轴线和转动轴线操作。虽然没有示出，当远端工作单元1012e绕摇摆轴线操作时，比引导轮1142a和引导轮1142b的轴(见图51)更靠近远端的组合机构1102和端部执行器1300绕着引导轮1142a和引导轮1142b的轴在摇摆方向上摆动。因为远端工作单元1012e与远端工作单元1012a一样是无干涉的机构，当远端工作单元1012e绕摇摆轴线操作时，端部执行器1300打开的程度保持不变。相反地，当改变端部执行器1300的打开程度时，不操作摇摆轴线。端部执行器1300和转动轴线以同样的方式互相相关。

因为被驱动轮1156a、1156b在相同的方向上滑动相同的距离，它们可以互相同中心地设置，使得能够增加远端工作单元1012e的容纳率和空间利用率。此外，远端工作单元1012e由更少数量的部件构成，并且可以容易地组装和维护。因为被驱动轮1156a、1156b互相一致地滑动，仅需要一个滑动运动组件。但是，在远端工作单元1012d中，因为被驱动轮1156a、1156b以相反的方向滑动，需要两个滑动运动组件。

远端工作单元1012e的所有的线轮，即空转轮1140a、1140b、引导轮1142a、1142b、被驱动轮1156a、1156b和返回轮1350的转动轴互相平行(在Y方向上)，且高效地布置线轮使其不存在死区。但是，远端工作单元1012d的被驱动联接轮1330的轴线与其他线轮的轴线垂直。

远端工作单元1012e不需要装备于远端工作单元1012d中的被驱动联接线1328或线紧固装置。因为不需要远端工作单元1012d中的被驱动联接轮1330，远端工作单元1012e的结构更加简单。

与远端工作单元1012d一样，在操作端部执行器1300以夹住和打开时，远端工作单元1012e的线传动比为1∶1，并且具有良好的平衡。

在远端工作单元1012e中，端面齿轮1165和齿轮1134、1138一起构成差速齿轮。根据第一种变型，如图54所示，端面齿轮1165仅保持与齿轮1134啮合，且对应于主轴1144和齿轮主体1130(见图20)的部分可以为一体的结构。由此远端工作单元基于线1052通过齿轮1134的动作绕转动轴线操作，并且基于线1052、1054的协作通过摆动主轴1144绕摇摆轴线操作。

如图55所示，根据远端工作单元1012e的第二种变型，使用具有返回轮1350的第二端部执行器驱动机构1340b，并不需要使用第一端部执行器驱动机构1340a。根据该变型，可以提供弹簧1150以补偿未使用的第一端部执行器驱动机构1340a的动作。虽然在根据第一结构示例的远端工作单元1012a(见图22)中弹簧1150是压缩弹簧，但是根据第二种变型，弹簧1150包括用于弹性地致偏端部执行器以使其闭合的拉伸弹簧。扳机杆1032连接至驱动连杆1326a。根据图55所示的变型，不需要使用空转轮1140b。与根据第二结构示例的远端工作单元1012b(见图32)一样，被驱动线1252可以从至少一个方向绕引导轮1142b一圈或更多圈。如果根据图55所示的第二实施方式两个远端工作单元1012e互相平行地结合，则当拉动和返回扳机杆1032时手操作力有源地工作，且产生两个方向上的力。因此不需要用于产生力的弹簧1150。远端工作单元可以用作夹钳和剥离钳。

虽然远端工作单元1012e包括双侧打开类型的端部执行器1300，但是远端工作单元1012e也可以包括单侧打开类型的端部执行器1104(见图19)或其他类型的端部执行器。

远端工作单元1012a至1012e不限于上述结构，而是也可以包括多种其他的结构。

例如，如图56A所示，根据一种变型的远端工作单元1012f不包括抓持器连杆1220(见图19)，而是被驱动板1158和杠杆1214通过销1222和长圆孔1360互相连接。销1222固定至杠杆1214。根据该变型，在远端工作单元1012f中，当销1222在长圆孔1360内滑动时，第二抓持器1212转动以打开和闭合端部执行器(见图56B)。因为不需要抓持器连杆1220和销1224(见图19)，远端工作单元1012f可以由更少数量的部件构成。

远端工作单元1012f包括线和线轮无干涉机构(即组合机构1102)，其与远端工作单元1012f具有基本一样的结构并且具有同样的长度Ls。从形成抓持器轴线的销1196到远端的长度Lg可以具有与图19所示的远端工作单元1012a同样的尺寸。从被驱动板1158的前表面到销1196的连接头长度Lx’可以远小于远端工作单元1012a的连接头长度Lx(见图19)，从而导致远端工作单元1012f的整体长度Lt减小。因此，即使体腔1022很小，远端工作单元1012f也能够在体腔1022中通过弯曲摇摆轴线接头容易地操作，并能够在更深和更小的空间内执行操作。远端工作单元1012f可以用于诸如夹钳的两个抓持器打开和闭合的结构。此外，杆1152的线性运动可以被转化为齿轮的转动以夹住物体。端部执行器不限于抓持器类型，而是可以包括具有剪刀或打开和闭合单元的转动电极或类似物。

根据本实施方式的线和线轮无干涉机构具有更广的可操作范围(例如±90°)和包括对应于连接轴1048的弯曲部分和其他无干涉机构的比传统类型(例如软式镜结构)更加紧凑的结构。因此，从对应于接头的弯折或弯曲部分到远端的距离可以缩短，从而端部执行器能够自由地且没有限制地接近活体并且在小的空间内操作。

如上所述，根据本实施方式的医疗操纵器1010的端部执行器驱动机构1260、1320a、1320b、1340a和1340b具有保持不与其他操作轴线干涉的结构，从而能够容易地构建具有高自由度的远端工作单元，并且实现强的握紧力(或剥离力)。机械地连接至手动操作的输入单元的传递构件(驱动构件，线1056等)允许操作者可靠地并容易地感觉到作用于远端工作单元1012的外力。此外，端部执行器驱动机构1260、1320a、1320b、1340a和1340b由没有齿轮的简单结构构成。

具体来说，在根据本实施方式的医疗操纵器1010中，涉及打开和闭合抓持器的传递构件包括包含柔性构件的被驱动线1252、以及构成被驱动线1252围绕的圆柱形构件的引导轮1142和被驱动轮1156。柔性构件所围绕的圆柱形构件由简单轻质的结构构成，并且能够不与端部执行器的状态干涉地改变位姿改变机构的位姿。

另外说明，在根据本实施方式的医疗操纵器1010中，构成圆柱形构件的引导轮1142作为位姿改变机构中的转动轴，且传递构件包括构成部分地绕着引导轮1142的柔性构件的被驱动线1252、和可以通过被驱动线1252进行操作的端部执行器。因为使用了绕着圆柱形构件的柔性构件，医疗操纵器的结构简单并且轻量化，且可以通过柔性构件来致动端部执行器。使用作为转动轴的圆柱形构件可以不与端部执行器的状态干涉地改变位姿改变机构的位姿。

上述实施方式可以适用于例如图57所示的外科手术机器人系统1700。

外科手术机器人系统1700包括关节运动机器人手臂1702和控制台1704，其中工作单元1016连接至机器人手臂1702的远端。机器人手臂1702的远端包括与医疗操纵器1010同样进行操作的机构。机器人手臂1702可以使用用于移动工作单元1016的任何装置，并且不限于安装的类型，而是可以是自主的可动类型。控制台1704也可以是台式、控制面板式或类似形式的。

机器人手臂1702优选地具有六个或更多个独立的接头(转动轴、滑动轴等)，用于根据希望地设定工作单元1016的位置和定向。医疗操纵器1010与机器人手臂1702的远端1708一体地结合。医疗操纵器1010包括马达1042(与可手动操作输入单元联动的致动器)而非扳机杆1032(见图22)。马达1042使得线1056(见图22)或驱动联接轮1324(见图36)致动。

机器人手臂1702在控制台1704的控制下操作，且可以根据程序自动致动，或由安装在控制台1704上的操纵杆1706致动，或通过程序和操纵杆1706的组合致动。控制台1704包括控制器1045的功能。工作单元1016包括远端工作单元1012(1012a至1012f)。

控制台1704包括作为操作指挥器的两个操纵杆1706以及监视器1710。虽然没有示出，两个操纵杆1706能够独立地操作两个机器人手臂1702。两个操纵杆1706分别设置在能够由操作者的双手容易地操作的位置处。监视器1710显示诸如软式镜产生的图像的信息。

操纵杆1706可以竖向地和水平地运动、扭转和倾斜。机器人手臂1702可以根据操纵杆1706的运动而运动。操纵杆1706可以是主机器人手臂。机器人手臂1702和控制台之间的通信装置包括有线系统、无线系统、网络系统及其组合。

操纵杆1706具有各自的可以被操作以使得马达1042充电的扳机杆1302。

医疗操纵器的类型不限于钳子，也可以是剪刀，打结装置，持针器，或诸如电外科手术刀、超声刀、激光刀或类似的刀。医疗操纵器不限于执行腹腔镜手术所使用的医疗操纵器。

根据本发明的医疗操纵器不限于上述实施方式，而是可以在不脱离本发明的要旨的情况下包括任何多种额外的和/或变型的结构。

Claims (8)

1.一种医疗操纵器，包括：

远端工作单元，其包括端部执行器；

操作单元，其用于操作所述远端工作单元；

端部执行器驱动机构(1260)，该端部执行器驱动机构将所述远端工作单元与所述操作单元互相连接，并且用于改变所述远端工作单元的位姿，所述端部执行器驱动机构包括：

驱动部件(1032)，其设置在近端侧，进行来回运动；

环状的可动性部件(1056)，其局部连接在所述驱动部件上；

空转轮(1140)，其与所述驱动部件相比设置在远端侧；

被驱动轮(1156)，其以能够来回运动的方式设置在与所述空转轮相比的远端侧，所述端部执行器连结在所述被驱动轮上；

引导轮(1142)，其设置在所述空转轮与所述被驱动轮之间：以及

柔性构件(1252)，其与所述可动性部件连接并经过所述空转轮的两侧并且绕着所述被驱动轮，并且在所述空转轮和所述引导轮之间交叉。

2.如权利要求1所述的医疗操纵器，其中，所述空转轮(1140)包括互相同中心地对准的两个平行的线轮，即第一层空转轮(1232)和第二层空转轮(1234)，并且所述引导轮(1142)包括互相同中心地对准的两个平行的线轮，即第一层引导轮(1236)和第二层引导轮(1238)。

3.如权利要求1所述的医疗操纵器，其中，所述柔性构件(1252)通过所述可动性部件(1056)机械地连接至所述驱动部件(1032)。

4.如权利要求1所述的医疗操纵器，其中，所述可动性部件(1056)通过弹簧(1150)保持张力。

5.如权利要求2所述的医疗操纵器，其中，所述空转轮(1140)、引导轮(1142)和被驱动轮(1156)具有基本同样的直径，该直径是在布置允许的情况下足够大的直径，使得所述柔性构件(1252)不会弯曲。

6.如权利要求2所述的医疗操纵器，其中，所述空转轮(1140)、引导轮(1142)和被驱动轮(1156)在其上表面和下表面上具有凸缘，或者凹的侧面，以防止所述柔性构件(1252)掉落。

7.如权利要求1所述的医疗操纵器，其中，所述空转轮(1140)和引导轮(1142)之间的间隙与所述柔性构件(1252)的宽度基本一样。

8.如权利要求1所述的医疗操纵器，其中，所述柔性构件(1252)与所述可动性部件(1056)之间的连接处设置在与所述空转轮(1140)适当地隔开的位置处，使得所述柔性构件(1252)不会过分地弯曲。

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