CN105939679B - 用于超声外科器械的联接结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种外科设备，该外科设备包括主体、超声换能器、轴和端部执行器。该超声换能器能够操作以将电力转换成超声振动。该主体包括枢转触发器。该轴使所述端部执行器与该主体联接在一起。该端部执行器包括夹持臂和与该超声换能器进行声通信的超声刀。该超声刀能够操作以将超声振动递送到组织。该触发器的枢转运动导致夹持臂的运动。该轴能够操作以选择性地联接和脱离超声换能器。该设备包括用于使轴联接和脱离超声换能器的机电式装置，并且还可包括在其联接至超声换能器时用于防止轴的运动的装置。

Description

用于超声外科器械的联接结构
背景技术
多种外科器械包括具有刀元件的端部执行器，该刀元件以超声频率振动，以切割和/或密封组织(例如，通过使组织细胞中的蛋白质变性)。这些器械包括将电力转换成超声振动的压电元件，该超声振动沿着声波导被传送到刀元件。切割和凝固的精度可受到外科医生的技术的控制并且调节功率电平、刀刃、组织牵引力和刀压力。
超声外科器械的示例包括HARMONIC超声剪刀、HARMONIC超声剪刀、HARMONIC超声剪刀、和HARMONIC超声刀，上述全部器械均得自Ethicon Endo-Surgery,Inc.(Cincinnati,Ohio)。此类装置的另外的示例以及相关的概念公开于下列专利中：于1994年6月21日公布的名称为“Clamp Coagulator/Cutting Systemfor Ultrasonic Surgical Instruments”的美国专利No.5,322,055，其公开内容以引用方式并入本文；于1999年2月23日公布的名称为“Ultrasonic Clamp Coagulator ApparatusHaving Improved Clamp Mechanism”的美国专利No.5,873,873，其公开内容以引用方式并入本文；于1997年10月10日提交的名称为“Ultrasonic Clamp Coagulator ApparatusHaving Improved Clamp Arm Pivot Mount”的美国专利No.5,980,510，其公开内容以引用方式并入本文；于2001年12月4日公布的名称为“Blades with Functional BalanceAsymmetries for use with Ultrasonic Surgical Instruments”的美国专利No.6,325,811，其公开内容以引用方式并入本文；于2004年8月10日公布的名称为“Blades withFunctional Balance Asymmetries for Use with Ultrasonic Surgical Instruments”的美国专利No.6,773,444，其公开内容以引用方式并入本文；以及于2004年8月31日公布的名称为“Robotic Surgical Tool with Ultrasound Cauterizing and CuttingInstrument”的美国专利No.6,783,524，其公开内容以引用方式并入本文。
超声外科器械的另外的示例被公开于以下专利中：于2006年4月13日公布的名称为“Tissue Pad for Use with an Ultrasonic Surgical Instrument”的美国专利公布No.2006/0079874，其公开内容以引用方式并入本文；于2007年8月16日公布的名称为“Ultrasonic Device for Cutting and Coagulating”的美国专利公布No.2007/0191713，其公开内容以引用方式并入本文；于2007年12月6日公布的名称为“Ultrasonic Waveguideand Blade”的美国专利公布No.2007/0282333，其公开内容以引用方式并入本文；于2008年8月21日公布的名称为“Ultrasonic Device for Cutting and Coagulating”的美国专利公布No.2008/0200940，其公开内容以引用方式并入本文；于2009年4月23日公布的名称为“Ergonomic Surgical Instruments”的美国专利公布No.2009/0105750，其公开内容以引用方式并入本文；于2010年3月18日公布的名称为“Ultrasonic Device for FingertipControl”的美国专利公布No.2010/0069940，其公开内容以引用方式并入本文；以及于2011年1月20日公布的名称为“Rotating Transducer Mount for Ultrasonic SurgicalInstruments”的美国专利公布No.2011/0015660，其公开内容以引用方式并入本文；以及于2012年2月2日公布的名称为“Ultrasonic Surgical Instrument Blades”的美国专利公布No.2012/0029546，其公开内容以引用方式并入本文。
超声外科器械中的一些超声外科器械可包括无线换能器，诸如被公开于以下专利中的那些无线换能器：于2012年5月10日公布的名称为“Recharge System for MedicalDevices”的美国专利公布No.2012/0112687，其公开内容以引用方式并入本文；于2012年5月10日公布的名称为“Surgical Instrument with Charging Devices”的美国专利公布No.2012/0116265，其公开内容以引用方式并入本文；和/或于2010年11月5日提交的名称为“Energy-Based Surgical Instruments”的美国专利申请No.61/410,603，其公开内容以引用方式并入本文。
另外，一些超声外科器械可包括关节运动轴节段。此类超声外科器械的示例公开于以下专利申请中：于2012年6月29日提交的名称为“Surgical Instruments withArticulating Shafts”的美国专利申请No.13/538,588，其公开内容以引用方式并入本文；以及于2012年10月22日提交的名称为“Flexible Harmonic Waveguides/Blades forSurgical Instruments”的美国专利申请No.13/657,553，其公开内容以引用方式并入本文。
尽管已制造和使用了若干个外科器械和系统，但据信在本发明人之前没有人制造或使用随附权利要求中描述的本发明。
附图说明
尽管本说明书断定具体地指出并明确地声明这种技术的权利要求，但是据信根据结合附图所作的对某些示例的下述描述将更好地理解这种技术，其中类似的参考数字指示相同的元件，并且其中：
图1示出了示例性外科器械的侧正视图；
图2示出了其中夹持臂处于闭合位置的图1的器械的端部执行器的侧剖视图；
图3示出了其中夹持臂运动至打开位置的图2的端部执行器的侧剖视图；
图4示出了图1的器械的柄部组件的剖视图；
图5示出了示例性替代外科器械的侧正视图；
图6示出了图5的器械的柄部组件的透视图；
图7示出了图6的柄部组件的透视图，其中移除柄部组件的一部分以显示出柄部组件的内部部件；
图8示出了图5的器械的轴组件的透视图；
图9示出了图8的轴组件的近侧端部的详细透视图；
图10示出了图8的轴组件的近侧端部的另一个详细透视图；
图11示出了与图8的轴组件接合的图6的柄部组件的内部部件的详细透视图；
图12示出了图6的柄部组件的内部部件的分解透视图；
图13示出了图6的柄部组件的外壳的侧正视图；
图14A示出了图5的器械的侧正视图，其中移除柄部组件的一部分以显示出柄部组件的内部部件，并且其中轴组件与柄部组件脱离；
图14B示出了图5的器械的侧正视图，其中移除柄部组件的一部分以显示出柄部组件的内部部件，并且其中轴组件位于柄部组件内；
图14C示出了图5的器械的侧正视图，其中移除柄部组件的一部分以显示出柄部组件的内部部件，并且其中轴组件以声学方式与柄部组件中的换能器组件联接；
图14D示出了图5的器械的侧正视图，其中移除柄部组件的一部分以显示出柄部组件的内部部件，并且其中轴组件以机械方式与柄部组件的触发器联接；
图15示出了另一个示例性外科器械的侧正视图；
图16示出了图15的器械的柄部组件的透视图，其中移除器械的柄部组件的一部分以显示出柄部组件的内部部件；
图17示出了图16的柄部组件的远侧部分的详细透视图；
图18示出了图16的柄部组件的透视图，其中移除器械的柄部组件的一部分以显示出柄部组件的内部部件，并且其中省略轴组件；
图19示出了图16的柄部组件的侧正视图，其中移除器械的柄部组件的一部分以显示出柄部组件的内部部件，并且其中省略轴组件；
图20示出了图16的柄部组件的内部部件的透视图；
图21示出了图16的柄部组件的内部部件的侧正视图；
图22A示出了图16的柄部组件的远侧部分的透视图，其中移除器械的柄部组件的一部分以显示出柄部组件的内部部件，并且其中轴组件与柄部组件脱离；
图22B示出了图16的柄部组件的远侧部分的透视图，其中移除器械的柄部组件的一部分以显示出柄部组件的内部部件，并且其中轴组件位于柄部组件内；
图23A示出了图16的柄部组件的杠杆臂处于第一旋转位置时的侧正视图；
图23B示出了图16的柄部组件的杠杆臂移入第二旋转位置时的侧正视图；
图23C示出了图16的柄部组件的杠杆臂移入第三旋转位置时的侧正视图；
图23D示出了图16的柄部组件的杠杆臂移入第四旋转位置时的侧正视图；
图24A示出了图16的柄部组件的杠杆臂处于第三旋转位置时的侧正视图；
图24B示出了图16的柄部组件的锁定机构的透视图，该锁定机构相对于处于第三旋转位置的柄部组件的杠杆臂处于第一纵向位置；
图24C示出了图16的柄部组件的杠杆臂处于第四旋转位置时的侧正视图；
图24D示出了图16的柄部组件的锁定机构的透视图，该锁定机构相对于处于第四旋转位置的柄部组件的杠杆臂移入第二纵向位置；
图25示出了示例性马达和超声换能器组件的透视图；
图26示出了图25的组件的分解透视图；
图27示出了图25的组件的剖视图；
图28示出了示例性马达、齿轮和换能器组件的透视图；
图29示出了沿图30的线29-29截取的图28的组件的剖视图；
图30示出了图28的组件的侧正视图；
图31示出了沿图30的线31-31截取的图28的组件的剖视图；
图32示出了沿图30的线32-32截取的图28的组件的剖视图；
图33示出了图28的组件的局部分解透视图；
图34示出了图28的组件的分解图；
图35示出了图28的组件的开口环的透视图；
图36示出了图35的开口环的透视图，其中省略开口环的顶盖。
图37示出了图35的开口环的端视图，其中省略开口环。
图38示出了示例性联接机构的透视图；
图39示出了另一个示例性联接机构的透视图；
图40示出了又一个示例性联接机构的透视图；
图41示出了又一个示例性联接机构的透视图；
图42示出了又一个示例性联接机构的透视图；
图43示出了图42的联接机构的剖视图；
图44示出了图42的联接机构的另一个剖视图；
图45示出了又一个示例性联接机构的透视图；
图46示出了图45的联接机构的端视图；
图47示出了示例性直角回转波导的联接机构的透视图；
图48示出了示例性直角回转换能器的联接机构的透视图；
图49A示出了图47的波导部分地置于图48的换能器内时的正视图；
图49B示出了图47的波导完全置于图48的换能器内并处于第一旋转位置时的正视图；
图49C示出了图47的波导完全置于图48的换能器内并旋转到第二旋转位置时的正视图；
图50示出了另一个示例性外科器械的侧正视图；
图51示出了图50的器械的触发机构的侧正视图；
图52示出了图51的触发机构的透视图；
图53A示出了适于结合到图1的器械中的示例性轴组件和超声换能器的透视图；
图53B示出了图53A的轴组件和超声换能器的透视图，其中轴组件位于超声换能器内；
图53C示出了图53A的轴组件和超声换能器的透视图，其中轴组件还位于超声换能器内；
图53D示出了图53A的轴组件和超声换能器的透视图，其中轴组件通过螺纹旋拧到超声换能器上；
图54示出了用于使声波导与超声换能器联接的示例性另选组件的透视图，其适于结合到图1的器械中；
图55示出了图54的组件的另一个透视图；
图56A示出了图54的组件处于第一配置时的杠杆、扇形齿轮和驱动齿轮的侧正视图；
图56B示出了图54的组件处于第二配置时的杠杆、扇形齿轮和驱动齿轮的侧正视图；并且
图56C示出了图54的组件处于第三配置时的杠杆、扇形齿轮和驱动齿轮的侧正视图。
附图并非旨在以任何方式进行限制，并且可预期本技术的各种实施方案可以多种其他方式来实施，该方式包括那些未必在附图中示出的方式。并入本说明书并构成其一部分的附图示出了本技术的若干个方面，并且与说明书一起用于解释本技术的原理；然而，应当理解，这种技术不局限于所示的精确布置方式。
具体实施方式
本技术的某些示例的以下描述不应当用于限制本技术的范围。根据以下描述，本技术的其他示例、特征、方面、实施方案和优点对本领域的技术人员而言将是显而易见的，以下描述以举例的方式进行，这是用于实施本技术的所设想的最好的方式中的一种方式。正如将意识到的，本文所述的技术能够包括其他不同的和明显的方面，这些均不脱离本技术。因此，附图和具体实施方式应被视为实质上是说明性的而非限制性的。
还应当理解，本文所述的教导内容、表达方式、实施方案、示例等中的任何一者或多者可与本文所述的其他教导内容、表达方式、实施方案、示例等中的任何一者或多者相结合。下述教导内容、表达方式、实施方案、示例等因此不应视为彼此孤立。参考本文教导内容，其中本文教导内容可进行组合的各种合适方式将对本领域的普通技术人员显而易见。此类修改和变型旨在被包括在权利要求书的范围内。
为该公开的清楚起见，术语“近侧”和“远侧”在本文中是相对于外科器械的人或机器人操作者定义的。术语“近侧”是指更靠近外科器械的人或机器人操作者并且更远离外科器械的外科端部执行器的元件位置。术语“远侧”是指更靠近外科器械的外科端部执行器并且更远离外科器械的人或机器人操作者的元件位置。
I.示例性超声外科器械
图1示出了示例性超声外科器械10。器械10的至少一部分可根据下述专利的教导内容中的至少一些教导内容来构造和操作：美国专利No.5,322,055；美国专利No.5,873,873；美国专利No.5,980,510；美国专利No.6,325,811；美国专利No.6,773,444；美国专利No.6,783,524；美国专利公布No.2006/0079874；美国专利公布No.2007/0191713；美国专利公布No.2007/0282333；美国专利公布No.2008/0200940；美国专利公布No.2009/0105750；美国专利公布No.2010/0069940；美国专利公布No.2011/0015660；美国专利公布No.2012/0112687；美国专利公布No.2012/0116265；美国专利申请No.13/538,588；美国专利申请No.13/657,553；美国专利申请No.61/410,603；和/或美国专利申请No.14/028,717。上述专利、专利公布、和专利申请中的每一者的公开内容以引用方式并入本文。如在这些专利中所述并且在下文中将更详细描述的，器械10能够操作以基本上同时切割组织和密封或焊接组织(例如，血管等)。还应当理解，器械10可与HARMONIC超声剪刀、HARMONIC超声剪刀、HARMONIC超声剪刀和/或HARMONIC超声刀具有各种结构和功能上的相似处。此外，器械10可与在本文中引述和以引用方式并入本文的任何其他参考文献中教导的装置具有各种结构和功能上的相似处。
就在本文引述的参考文献、HARMONIC超声剪刀、HARMONIC超声剪刀、HARMONIC超声剪刀和/或HARMONIC超声刀的教导内容和与器械10有关的以下教导内容之间存在一定程度的重叠而言，本文中的任何描述无意被假定为公认的现有技术。本文中的若干个教导内容实际上将超出本文引述的参考文献和HARMONIC超声剪刀、HARMONIC超声剪刀、HARMONIC超声剪刀以及HARMONIC超声刀的教导内容的范围。
本示例的器械10包括柄部组件20、轴组件30、以及端部执行器40。如图2-4所示，轴组件30包括外部护套32、以能够滑动的方式被设置在外部护套32内的内管34、以及被设置在内管34内的波导102。如下面将更详细讨论的，内管34的纵向平移导致夹持臂44在端部执行器40处的致动。柄部组件20包括主体22，该主体包括手枪式握把24和一对按钮26。柄部组件20还包括触发器28，该触发器能够朝向和远离手枪式握把24枢转。然而，应当理解，可使用各种其他合适的构型，包括但不限于剪刀式握把构型。如图4所示，触发器28经由销23A以能够枢转的方式联接到柄部组件20，使得触发器28围绕位于轴组件30下方的轴线旋转。
触发器28经由连杆29与磁轭25联接，使得触发器28围绕销23A的旋转导致磁轭25的纵向平移。连杆29的第一端部29A经由销23B以能够旋转的方式与触发器28的近侧部分联接。连杆29的第二端部29B经由销23C以能够旋转的方式与磁轭25的近侧部分联接。一对细长的椭圆形突出部27从主体22的内表面向内延伸。每个椭圆形突出部27的内表面限定细长的椭圆形狭槽27A。销23C完全穿过磁轭25的近侧部分和连杆29的第二端部29B，使得销23C的端部从磁轭25的相对侧延伸。销23C的这些端部以能够滑动和旋转的方式被设置在椭圆形狭槽27A内。销23D完全穿过磁轭25的远侧部分，使得销23D的端部从磁轭25的相对侧延伸。销23D的这些端部以能够滑动和旋转的方式被设置在椭圆形狭槽27A内。因此，应当理解，磁轭25能够在椭圆形狭槽27A内经由销23C,23D在近侧纵向位置与远侧纵向位置之间纵向平移。此外，由于触发器28的近侧部分经由连杆29与磁轭25联接，所以应当理解，触发器28朝向手枪式握把24的枢转将导致磁轭25在椭圆形狭槽27A内的近侧纵向平移；并且触发器28远离手枪式握把24的枢转将导致磁轭25在椭圆形狭槽27A内的远侧纵向平移。
磁轭25的远侧部分经由联接组件35与轴组件30的内管34联接。如上文所讨论，内管34能够在外部护套32内纵向平移，使得内管34被构造成能够与磁轭25同时纵向平移。此外，由于触发器28朝向手枪式握把24的枢转导致磁轭25的近侧纵向平移，所以应当理解，触发器28朝向手枪式握把24的枢转将导致内管34相对于外部护套32和柄部组件20的近侧纵向平移。最后，由于触发器28远离手枪式握把24的枢转导致磁轭25的远侧纵向平移，所以应当理解，触发器28远离手枪式握把24的枢转将导致内管34相对于外部护套32和柄部组件20的远侧纵向平移。如图4所示，弹簧36位于柄部组件20的主体22的近侧端部内。弹簧36抵靠主体22的一部分和磁轭25的近侧端部，从而将磁轭25朝向远侧位置偏压。磁轭25朝向远侧位置的偏压导致内管34被朝远侧偏压并且进一步导致触发器28被远离手枪式握把24偏压。
如图2和图3所示，端部执行器40包括超声刀100和枢转夹持臂44。夹持臂44经由销45以能够枢转的方式与位于超声刀100上方的轴组件30的外部护套32的远侧端部联接。如在图3中最佳所见的，内管34的远侧端部经由销35以能够旋转的方式与位于超声刀100下方的夹持臂44的近侧端部联接，使得内管34的纵向平移导致夹持臂44围绕销45朝向和远离超声刀100的旋转，从而将组织夹持在夹持臂44与超声刀100之间，以切割和/或密封组织。具体地，内管34相对于外部护套32和柄部组件20的近侧纵向平移导致夹持臂44朝向超声刀100运动；并且内管34相对于外部护套32和柄部组件20的远侧纵向平移导致夹持臂44远离超声刀100运动。因此应当理解，触发器28朝手枪式握把24的枢转将导致夹持臂44朝超声刀100运动；并且触发器28远离手枪式握把24的枢转将导致夹持臂44远离超声刀100运动。在一些变型中，使用一个或多个弹性构件将夹持臂44和/或触发器28偏压到图4所示的打开位置。
超声换能器组件12从柄部组件20的主体22朝近侧延伸。尽管图1示出了换能器组件12，但图4省略换能器组件12。换能器组件12经由缆线14与发生器16联接。换能器组件12从发生器16接收电力并通过压电原理将该电力转换成超声振动。发生器16可包括电源和被构造成向换能器组件12提供电力分布的控制模块，该电力分布特别适用于通过换能器组件12生成超声振动。仅以举例的方式，发生器16可包括Ethicon Endo-Surgery,Inc.(Cincinnati,Ohio)出售的GEN 300。除此之外或作为另外一种选择，发生器16可根据以下专利的教导内容中的至少一些教导内容进行构造：于2011年4月14日公布的名称为“Surgical Generator for Ultrasonic and Electrosurgical Devices”的美国公布No.2011/0087212，其公开内容以引用方式并入本文。还应当理解，发生器16的功能中的至少一些功能可被整合到柄部组件20中，并且该柄部组件20甚至可包括电池或其他板载电源，使得缆线14被省略。参考本文的教导内容，发生器16可采取的另一些其他合适的形式、以及发生器16可提供的各种特征和可操作性对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
由换能器组件12产生的超声振动沿着延伸穿过轴组件30到达超声刀100的声学波导102传送。如图4所示，波导102的近侧端部包括可移除地与从换能器组件12远侧延伸的双头螺栓(未示出)联接的螺纹凹陷部103。这样提供了换能器组件12和波导102之间的牢固的机械联接和声联接。波导102经由穿过波导102和轴组件30的销33被固定在轴组件30内。销33位于沿波导102长度的与节点对应的位置处，该节点与通过波导102传送的共振超声振动相关联。如上所述，当超声刀100处于激活状态(即，正发生超声振动)时，超声刀100能够操作以有效地切穿并密封组织，当组织正夹持在夹持臂44与超声刀100之间时尤为如此。应当理解，波导102可被构造成放大通过波导102传输的机械振动。此外，波导102可包括能够操作以控制纵向振动沿波导102的增益的特征结构和/或将波导102调谐到系统的共振频率的特征结构。
在本示例中，超声刀100的远侧端部位于与和我通过波导102传送的共振超声振动相关联的波腹对应的位置处，以便在声学组件未被组织承载时将声学组件调谐至优选的共振频率fo。当换能器组件12通电时，超声刀100的远侧端部被构造成在例如大约10微米至500微米峰间范围内，并且在一些情况下在约20微米至约200微米的范围内以例如55.5kHz的预先确定的振动频率fo纵向运动。当本示例的换能器组件12被启动时，这些机械振荡通过波导102传输到达超声刀100，从而提供超声刀100以谐振超声频率的振荡。因此，当组织被固定在超声刀100与夹持臂44之间时，超声刀100的超声振荡可同时切断组织并使相邻组织细胞中的蛋白质变性，从而提供具有相对小的热扩散的凝固效应。在一些变型中，还可通过超声刀100和夹持臂44提供电流以同样密封组织。尽管已描述了用于声传输组件和换能器组件12的一些配置，但参考本文的教导内容，用于声传输组件和换能器组件12的另一些其他合适的配置对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。类似地，参考本文的教导内容，用于端部执行器40的其他合适的配置对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
操作者可激活按钮26，以选择性地激活换能器组件12，从而激活超声刀100。在本示例中，提供了两个按钮26：一个按钮用于激活低功率下的超声刀100，并且另一个按钮用于激活高功率下的超声刀100。然而，应当理解，可提供任何其他合适数量的按钮和/或原本可选择的功率电平。例如，可提供脚踏开关，以选择性地激活换能器组件12。本示例的按钮26被定位成使得操作者可易于利用单个手来完全地操作器械10。例如，操作者可将其拇指定位在手枪式握把24周围，将其中指、无名指和/或小指被定位在触发器28周围，并且使用其食指来操纵按钮26。当然，可使用任何其他合适的技术来握持和操作器械10；并且按钮26可位于任何其他合适的位置。
器械10的前述部件和可操作性仅为说明性的。器械10可以参考本文的教导内容对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的多种其他方式进行配置。仅以举例的方式，器械10的至少一部分可根据其公开内容以引用方式并入本文的以下专利中的任一专利的教导内容中的至少一些教导内容来构造和/或操作：美国专利No.5,322,055；美国专利No.5,873,873；美国专利No.5,980,510；美国专利No.6,325,811；美国专利No.6,783,524；美国专利公布No.2006/0079874；美国专利公布No.2007/0191713；美国专利公布No.2007/0282333；美国专利公布No.2008/0200940；美国专利公布No.2010/0069940；美国专利公布No.2011/0015660；美国专利公布No.2012/0112687；美国专利公布No.2012/0116265；美国专利申请No.13/538,588；和/或美国专利申请No.13/657,553。下文将更详细地描述器械10的另外的仅用于例示的变型形式。应当理解，下文所述的变型形式可容易地应用于上文所述的器械10、以及本文所引用的任何参考文献中提及的任何器械，等等。
II.示例性另选超声外科器械，该示例性另选超声外科器械具有用于使换能器与 波导联接的机电特征结构
如上所述，波导102通过换能器组件12的双头螺栓在机械和声学上与换能器组件12联接，其通过螺纹拧入形成于波导102的近侧端部中的螺纹凹陷部103中。可向操作者提供处于其中轴组件30从柄部组件20和换能器组件12脱离的状态的器械10。在一些此类变型中，操作者利用一只手抓住轴组件30，并利用另一只手抓住换能器组件12；然后相对于换能器组件12旋转轴组件30，以便通过螺纹使换能器组件12的双头螺栓联接到波导102的螺纹凹陷部103中。在一些此类变型中，可使用转矩扳手以适当的扭矩量调整该联接。
在一些情况下，可能期望将上述手动联接过程替换为机动或其他自动形式的联接过程。具体地，可能期望包括一体式联接结构，该一体式联接结构提供机电联接和/或使轴组件30与柄部组件20和换能器组件12脱离。参考本文的教导内容，此类特征结构的若干个仅示例性示例在下文进行更详细地描述，而此类特征结构的其他示例对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
A.示例性超声外科器械，该示例性超声外科器械经由马达和带驱动进行联接
图5-14D示出了具有轴组件230的示例性器械210，该轴组件230被构造成能够通过启动马达250选择性地使柄部组件220和换能器组件12联接。除下文讨论的差异外，本示例的器械210被构造成基本上类似于上文所讨论的器械10那样操作。具体地，器械210被构造成能够将组织夹持在枢转夹持臂244和端部执行器240的超声刀242之间；并通过超声激活刀242来切割和/或密封组织。
本示例的器械210包括柄部组件220、轴组件230、以及端部执行器240。轴组件230包括外部护套232、以能够滑动的方式被设置在外部护套232内的内管、以及被设置在该内管内的波导(未示出)。如同上述器械10的内管34一样，本示例的内管的纵向平移导致端部执行器240的夹持臂244的致动。柄部组件220包括主体222，该主体包括手枪式握把224和一对按钮226。柄部组件220还包括触发器228，该触发器能够朝向和远离手枪式握把224枢转。触发器228以能够枢转的方式联接到柄部组件220。触发器228的枢转运动导致内管的纵向平移，从而导致夹持臂244朝向和远离超声刀242的枢转运动枢转运动。
如下文将详细讨论的，柄部组件220被构造成能够接收和选择性地固定其中的轴组件230。如图6所示，柄部组件220的主体222的远侧部分限定键合孔223，该键合孔限定一对纵向狭槽225A,225B。主体222的键合孔223提供对柄部组件220的内部的访问，并且被构造成能够接收轴组件230的近侧接合外壳231。如图8-11明确示出的，轴组件230的近侧接合外壳231限定一对纵向突出部236A,236B。纵向狭槽225A,225B被构造成能够在轴组件230被插入主体222的键合孔223时接收近侧接合外壳231的纵向突出部236A,236B，从而在轴组件230在轴组件230被固定到柄部组件220上时防止发生旋转；从而确保轴组件230的近侧接合外壳231的特征结构与柄部组件220的远侧部分的相应部件准确对准。
如下文将详细讨论的，柄部组件220包括被构造成能够选择性地将轴组件230固定到柄部组件220内的多个内部部件。如图11-12明确示出的，柄部组件220包括被构造成能够为柄部组件220的内部部件提供结构支撑的支撑构件270。支撑构件270限定开口272。可旋转外壳264可旋转地被设置在支撑构件270的开口272内并被固定于其中，使得外壳264能够操作以相对于支撑构件270旋转。一对轴衬269向主体222中的外壳264提供另外的结构支撑，同时使外壳264能够在主体222内自由旋转。
换能器组件12被设置在外壳264内并被固定于其中，使得外壳264相对于主体222的旋转导致换能器组件12同时相对于主体222旋转。外壳264的近侧部分限定纵向延伸的花键凹陷部265的角度间隔阵列。环形齿轮262围绕外壳264的近侧部分同轴设置。环形齿轮262包括被设置在外壳264的花键凹陷部265中的内部花键的成角度阵列(未示出)。因此，应当理解，环形齿轮262和外壳264同时旋转；而外壳264可相对于环形齿轮262纵向平移。环形齿轮262的外部包括多个向外突出的齿263。
柄部组件220还包括牢固地固定于主体222的内部内的马达250。马达250能够操作以旋转由支撑构件270可旋转地支撑的驱动轮轴252。轮轴252包括螺纹区域254和从轮轴252的外部延伸的多个齿256。轮轴252的齿256接合环形齿轮262的齿263，使得轮轴252的旋转导致环形齿轮262的旋转。如上所述，环形齿轮262的旋转导致外壳264的旋转，因为其通过花键与外壳264的花键凹陷部265接合。因此应当理解，马达250能够操作以经由轮轴252、环形齿轮262和外壳264来旋转换能器组件12。如下文所详细讨论的，换能器组件12的该马达启动的旋转将换能器组件12的双头螺栓13(见图7和图12)拧入限定于波导的近侧端部的螺纹孔中(例如，类似于波导102的螺纹孔103)，使得换能器组件12能够以机械方式和声学方式与波导联接。
支撑构件270限定多个开口271A,271B,271C,271D。多个引导柱274A,274B,274C,274D被设置在开口271A,271B,271C,271D中并固定于其中。柄部组件220还包括能够纵向平移的外壳280。外壳280限定多个通孔281A,281B,281C,281D。引导柱274A,274B,274C,274D以能够滑动的方式被设置在孔281A,281B,281C,281D中，使得外壳280能够操作以沿引导柱274A,274B,274C,274D在近侧位置和远侧位置之间平移。如图12明确示出的，壳280沿处于支撑构件270远侧的引导柱274A,274B,274C,274D被定位。弹簧282被定位在支撑构件270的远侧面和外壳280的近侧面之间，使得外壳280远离支撑构件270的远侧被弹性地偏压。外壳280限定竖直狭槽284。螺纹构件286被定位在竖直狭槽284内。螺纹构件286的内部孔291限定内螺纹，该内螺纹被构造成能够通过螺纹接合轮轴252的螺纹区域254。因此，轮轴252的旋转导致螺纹构件286和外壳280沿轮轴252的纵向平移。如下文将详细讨论的，随着轮轴252旋转，轮轴252旋转换能器组件12，同时朝近侧驱动外壳280。
如图11-12明确示出的，外壳280还包括一对远侧延伸的弹性构件288A,288B，每个弹性构件包括各自向内延伸的突片289A,289B。如图8-10明确示出的，轴组件230的近侧接合外壳231限定多个向外延伸的突片238A,238B,238C,238D。突片238A,238B,238C,238D被构造成能够在轴组件230处经由主体222的键合孔223被插入柄部组件220中时接合向内延伸的突片289A,289B。因此，因为弹性构件288A,288B的向内延伸的突片289A,289B与轴组件230的向外延伸的突片238A,238B,238C,238D之间的接合，随着外壳280通过轮轴252的旋转被朝近侧驱动，轴组件230也被朝近侧驱动。应当理解，该近侧运动将换能器组件12的双头螺栓13旋入波导的近侧端部。
如图11和图14A-14D明确示出的，柄部组件220包括锁定构件266，该锁定构件266经由穿过形成于外壳280的底部的狭槽287的销267以能够滑动和旋转的方式联接到外壳280。狭槽287在图13中可见。销267在图14A-14D中最佳可见。锁定构件266的远侧部分包括一对齿268，该一对齿268被构造成能够接合如图10中明确示出的从轴组件230的近侧部分延伸的一对齿235。如下文将详细讨论的，触发器228的枢转运动导致锁定构件266的齿268接合轴组件230的齿235。具体地，触发器228朝手枪式握把224的枢转运动导致锁定构件266的近侧纵向平移，并且反之亦然。触发器228经由连杆229与锁定构件266联接，使得触发器228的旋转导致锁定构件266的纵向平移。连杆229的第一端部以能够旋转的方式与触发器228的近侧部分联接。连杆229的第二端部以能够旋转的方式与锁定构件266的近侧部分联接。如图13明确示出的，狭槽287远侧部分287A成角度，使得锁定构件266经由触发器228朝手枪式握把224的枢转运动朝近侧被纵向驱动，狭槽287的成角度部分导致锁定构件266的近侧部分经由销267被向上驱动，从而接合轴组件230的齿235。
图14A-14D示出了将轴组件230固定在柄部组件220内的步骤。轴组件230从柄部组件220的位置远侧朝近侧运动(图14A)，使得弹性构件288A,288B的向内延伸的突片289A,289B接合轴组件230的向外延伸的突片238A,238B,238C,238D，如图14B所示。在该位置，波导的近侧端部接触换能器组件12的双头螺栓13。并且在该位置，外壳280处于沿引导柱274A,274B,274C,274D的远侧位置。然后启动马达250。仅以举例的方式，马达250可由传感器自动启动，该传感器检测对轴组件230的定位，如图14B所示。另选地，马达250可通过操作者压下按钮或其他输入特征结构而被手动启动。仅作为另一个示例性示例，马达250可通过条件组合而被启动，该条件组合包括如图14B所示的传感器检测对轴组件230的定位以及操作者压下按钮等。其他合适的可启动马达250的方式参考本文的教导内容对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
随着马达250旋转，轮轴252发生旋转，使得环形齿轮262、外壳264和换能器组件12也相对于主体222旋转。轴组件230相对于主体222保持旋转固定，使得换能器组件12的双头螺栓12通过螺纹旋拧到在波导的近侧端部中所限定的螺纹孔上。环形齿轮262和外壳264之间的花键接合允许外壳264和换能器组件12随双头螺栓13通过螺纹行进到波导的近侧端部中而在主体222内朝远侧平移。在一些变型中，卷簧、片簧或其他弹性构件向外壳264提供远侧偏压，还促进外壳264和换能器组件12随双头螺栓13通过螺纹行进到波导的近侧端部中而向远侧行进。还随着轮轴252旋转，轮轴252的螺纹区域254接合螺纹构件286的螺纹内部孔，使得轮轴252的旋转导致螺纹构件286和外壳280朝近侧位置的近侧纵向平移，如图14C所示。在该近侧位置，外壳280朝近侧驱动轴组件230，使得轴组件230的近侧接合外壳231位于柄部组件220的键合孔223内。并且在该近侧位置，换能器组件12的双头螺栓13已完全通过螺纹拧入波导中。图14D显示了经由触发器228朝手枪式握把224的枢转运动而与外壳280接合的锁定构件266。
在一些变型中，轴组件230的一部分(例如，纵向突出部236A,236B中的一个纵向突出部等)包括RFID芯片和/或用于识别轴组件230的操作模式的其他识别特征结构。柄部组件220可包括能够操作以检测此类识别特征结构并相应地作出反应的阅读器和控制逻辑部件。仅以举例的方式，柄部组件220可被构造成与包括端部执行器240处的超声刀242的轴组件230一起操作以及包括端部执行器处的RF电外科特征结构的轴组件。在一些此类变型中，阅读器可检测包括超声刀242的轴组件230是否已与柄部组件220联接。控制逻辑部件因此可启动马达250，以使换能器组件12与轴组件230的波导联接。另选地，阅读器可检测包括端部执行器处的RF电外科特征结构的轴组件是否已与柄部组件220联接。从而，控制逻辑部件可禁止启动马达250。即使在其中柄部组件220无法与使用不同操作模式的轴组件联接的情况下，轴组件230的识别器或其他特征结构仍可启动柄部组件220中的互补特征结构，该互补特征结构继而响应于对柄部组件220的远侧端部处的轴组件230的检测而启动马达250。
另外或另选地，柄部组件220可包括能够操作以将轴组件230从柄部组件220顶出的用户输入特征结构。例如，该用户输入特征结构可导致马达250反向操作，以使波导从换能器组件12脱离并使轴组件250从外壳280脱离。仅作为另一个示例性示例，柄部组件220可包括一个或多个运动传感器(例如，加速仪等)，该一个或多个运动传感器可用于基于操作者是否使用和/或如何使用器械210来对节能进行管理。
还应当理解，柄部组件220可包括被构造成能够确保施加适当的扭矩量(例如，介于约5英寸-磅和约10英寸-磅之间等)以使双头螺栓13与波导联接的一个或多个特征结构。例如，编码器、一个或多个霍尔效应传感器、一个或多个簧片开关和/或各种其他类型的部件可用于追踪双头螺栓13的线匝；并且控制逻辑部件可在双头螺栓13转动通过与适当的转矩值相关联的角度范围时停止马达250。仅作为另一个示例性示例，控制模块可追踪与马达250相关联的反电动势(EMF)；并在反EMF达到与适当的扭矩值相关联的值时停止马达250。
仅作为另一个示例性示例，离合器特征结构(诸如下文所述的棘轮组件)、单向轴承组件、和/或一些其他特征结构可在联接换能器的双头螺栓与波导时达到适当的扭矩值的情况下提供驱动特征结构的滑动。该滑动可导致与马达250相关联的反EMF的突然下降、当时“空转”驱动部件的转速的突然提高、和/或一些其他可检测的条件。该反EMF的下降、转速的提高或条件的其他变化可由控制模块检测，以触发马达250的去激活。根据本文的教导内容，其中可使用一个或多个传感器的其他合适的方式以及其中可控制马达350的其他合适的方式(例如，在达到特定的扭矩值时对马达250去激活等等)对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。此外，根据本文的教导内容，可结合到柄部组件220中的其他合适的特征结构、部件和功能对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
还应当理解，轴组件230可以多种方式改变。仅以举例的方式，在轴组件230的一些变型中，轴组件230能够操作以选择性地在第一配置和第二配置之间进行转换，在第一配置中，外部护套232、内管、波导和端部执行器240可相对于近侧接合外壳231旋转；在第二配置中，外部护套232、内管、波导和端部执行器240不可相对于近侧接合外壳231旋转。例如，轴组件230的旋钮233可键合到外部护套232，该外部护套可被构造成能够沿外部护套232在近侧位置和远侧位置之间平移。当旋钮233处于近侧位置时，近侧接合外壳231内的特征结构可锁定外部护套232、内管、波导和端部执行器240相对于近侧接合外壳231的旋转位置。当旋钮233处于远侧位置时，近侧接合外壳231内的特征结构可可允许外部护套232、内管、波导和端部执行器240相对于近侧接合外壳231旋转。此外，弹性特征结构可将旋钮233向近侧位置偏压，使得操作者必须克服该偏压以便向远侧运动旋钮233，以提供对轴组件230的旋转。这样可确保外部护套232、内管、波导和端部部执行器240在轴组件230已如上文所述与柄部组件220联接后之后可相对于近侧接合外壳231旋转。这样还可在上述联接操作过程中防止波导旋转。
在一些变型中，其中轴组件230能够操作以选择性地在第一配置和第二配置之间进行转换，在第一配置中，外部护套232、内管、波导和端部执行器240可相对于近侧接合外壳231旋转；在第二配置中，外部护套232、内管、波导和端部执行器240不可相对于近侧接合外壳231旋转；外壳280能够操作以在第一配置和第二配置之间选择性地转换轴组件230。例如，当外壳280处于主体222内的远侧位置时，外壳280可将轴组件230置于其中外部护套232、内管、波导和端部执行器240不可相对于近侧接合外壳231旋转的配置中。相反，当外壳280处于主体222内的近侧位置时，外壳280可将轴组件230置于其中外部护套232、内管、波导和端部执行器240可相对于近侧接合外壳231旋转的配置中。应当理解，轮轴252的螺纹区域254可驱动外壳280在远侧位置和近侧位置之间转换。因此，马达250能够操作以在旋转锁定配置和旋转解锁配置之间转换轴组件230，以与换能器组件12与波导的螺纹联接相协调。换句话讲，上述部件可在换能器组件12通过螺纹与波导联接时提供处于旋转锁定配置的轴组件230；然后在换能器组件12已与波导实现适当的联接时提供处于旋转解锁配置的轴组件230。根据本文的教导内容，可结合到轴组件230中的其他合适的特征结构、部件和功能对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
B.示例性超声外科器械，该示例性超声外科器械经由马达和杠杆进行联接
图15-24D示出了具有轴组件330的被构造成能够通过启动马达350与柄部组件320和换能器组件12选择性地联接的另一个示例性器械310。除下文讨论的差异外，本示例的器械310被构造成基本上类似于上文所讨论的器械10,210那样操作。具体地，器械310被构造成能够将组织夹持在枢转夹持臂344和端部执行器340的超声刀342之间；并通过超声激活刀342来切割和/或密封组织。
本示例的器械310包括柄部组件320、轴组件330和端部执行器340。轴组件330包括外部护套332、以能够滑动的方式被设置在外部护套332内的内管、以及被设置在该内管内的波导(未示出)。如同上述器械10的内管34一样，本示例的内管的纵向平移导致端部执行器340的夹持臂344的致动。柄部组件320包括主体322，该主体包括手枪式握把324和一对按钮326。柄部组件320还包括触发器328，该触发器能够朝向和远离手枪式握把324枢转。触发器328以能够枢转的方式联接到柄部组件320。触发器328的枢转运动导致内管的纵向平移，从而导致夹持臂344朝向和远离超声刀342的枢转运动。
如下文将详细讨论的，柄部组件320被构造成能够接收和选择性地固定其中的柄部组件330。如图18-19所示，柄部组件320的主体322的远侧端部限定圆形孔325，该圆形孔325被构造成能够接收轴组件330的近侧部分331。如图22A-22B所示，承窝外壳346位于圆形孔325内。承窝外壳346被构造成能够以插入形式接收轴组件330的近侧部分331。如图17所示，轴组件330的近侧部分331包括从轴组件230的外表面延伸并以成角度阵列布置的多个纵向花键336。花键336限定介于连续花键336之间的多个纵向狭槽337。如下文将详细讨论的，锁定构件380被构造成能够移入和移出狭槽337以接合相邻的花键336，从而在组装器械310的过程中防止轴组件330相对于柄部组件320旋转。
换能器组件(未示出)的构造和操作可类似于被固定于柄部组件320的主体322中的换能器外壳312内的上述换能器组件12。换能器外壳312被构造成能够在柄部组件320的主体322内旋转。换能器牢固地固定于换能器外壳312内，使得换能器随换能器外壳312相对于柄部组件320的主体322而旋转。驱动齿轮314牢固地固定到换能器外壳312的近侧端部上，使得驱动齿轮314可被驱动以相对于柄部组件320的主体322旋转换能器外壳312。应当理解，轴组件330的波导可包括被构造成能够接收换能器组件的互补双头螺栓的螺纹孔，类似于本文其他地方所述的关系，以在换能器组件相对于轴组件330发生足够的旋转是以机械方式和声学方式使换能器组件与波导联接。
柄部组件320包括被构造成能够选择性地固定柄部组件320的换能器组件与轴组件330的波导的多个内部部件。具体地，响应于杠杆臂360相对于柄部组件320的枢转，柄部组件320包括马达350，该马达350能够操作以固定柄部组件320的换能器组件与轴组件330的波导。马达350能够操作以旋转驱动齿轮352，该驱动齿轮352与马达350的一体式驱动轴351同轴对准并固定到一体式驱动轴351上，如图21明确示出的。另外如图21明确示出的，驱动齿轮352的齿与齿轮314的齿相啮合，使得马达350能够操作以通过啮合接合齿轮352,314驱动换能器外壳312相对于柄部组件320的主体322的旋转。
如图23A-23D明确示出的，杠杆臂360经由销323可旋转地与主体322中的底座321联接，使得杠杆臂360可相对于主体322在多个旋转位置之间旋转。杠杆臂360还可经由销323联接到齿轮362，使得杠杆臂360围绕销323的枢转导致齿轮362的旋转。齿轮362由底座321可旋转地支撑并与另一个齿轮363啮合，该齿轮363也由底座321可旋转地支撑。齿轮363与另一个齿轮364啮合，该齿轮364也可旋转地受到底座321的支撑。齿轮364与另一个齿轮365啮合，齿轮364也由底座321可旋转地支撑。齿轮365与另一个齿轮367被固定到轮轴366上，使得齿轮365,367与轮轴366一起相对于底座321进行旋转。齿轮367的一部分在图23B中被省略，以更好地示出齿轮365以及齿轮364和齿轮365之间的啮合接合。齿轮367与被固定到旋转阻尼器369B的长方形销369A上的另一个齿轮369相啮合。旋转阻尼器369B牢固地固定到底座321上。旋转阻尼器369B包括常规的旋转阻尼器，该常规的旋转阻尼器被构造成能够减慢杠杆臂360的致动，减小杠杆臂360枢转的角速度，并向杠杆臂360的枢转提供一定程度的触觉阻力。
尽管未示出，常规的传感器用于追踪杠杆臂360的枢转运动。控制模块与该传感器和马达350连接，从而被构造成能够根据杠杆臂360相对于主体322的枢转位置而启动马达350。仅以举例的方式，此类传感器可包括编码器组件，其中编码器轮围绕销323或围绕齿轮362,363,364,365,367,369中的任一个齿轮的轴同轴定位。此外或另选地，传感器可包括一个或多个霍尔效应传感器、一个或多个簧片开关和/或各种其他类型的部件。根据本文的教导内容，可被用作一个或多个传感器以感测杠杆臂360相对于主体322的枢转运动的各种合适类型的部件对于本领域普通技术人员而言将是显而易见的。还应当理解，控制模块可响应于一个或多个传感器检测到杠杆臂360相对于主体322的枢转运动而启动马达350；并在杠杆臂360到达相对于主体322的预定枢转位置时对马达350去激活。
还应当理解，可提供一个或多个特征结构以确保施加适当的扭矩量(例如，介于约5英寸-磅和约10英寸-磅之间等)，从而使超声换能器组件与声波导联接。例如，编码器、一个或多个霍尔效应传感器、一个或多个簧片开关和/或各种其他类型的部件可用于追踪换能器组件的线匝；并且控制逻辑部件可在换能器组件转动通过与适当的转矩值相关的角度范围时停止马达350。仅作为另一个示例性示例，控制模块还可追踪与马达350相关联的反电动势(EMF)；并在联接换能器的双头螺栓与波导时，响应于反EMF达到与适当的扭矩值相关联的值而对马达350去激活。仅作为另一个示例性示例，离合器特征结构(诸如下文所述的棘轮组件)、单向轴承组件、和/或一些其他特征结构可在使换能器的双头螺栓与波导联接时达到适当的扭矩值的情况下提供驱动特征结构的滑动。该滑动可导致与马达350相关联的反EMF的突然下降，当时“空转”驱动部件的转速的突然提高，和/或一些其他可检测的条件。该反EMF的下降、转速的提高或条件的其他变化可由控制模块检测以触发马达350的去激活。根据本文的教导内容，其中可使用一个或多个传感器的其他合适的方式以及其中可控制马达350的其他合适的方式(例如，在达到特定的扭矩值时对马达350去激活等等)对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
如图20和图21明确示出的，杠杆臂360还经由销323与滑轮构件381联接，使得杠杆臂360的旋转导致滑轮构件381的旋转。滑轮构件381限定弓形通道383。缆线384被设置在滑轮构件381的通道383内，使得滑轮构件381的旋转导致缆线384的纵向平移。如下文将详细讨论的，缆线384的纵向平移经由锁定构件380选择性地锁定和解锁轴组件330相对于柄部组件320的旋转。缆线384的远侧部分以能够滑动的方式穿过一对形成于外壳368中的通孔368A,368B，使得缆线384通过外壳368被偏转180°。缆线384的远侧端部联接到位于外壳368的近侧的能够纵向平移的构件370，使得缆线384的近侧纵向平移导致构件370的远侧纵向平移。应当理解，构件370可朝近侧偏压，使得缆线384也朝远侧偏压。如图20明确示出的，缆线384与张紧弹簧365联接，从而吸收缆线384内的松弛。具体地，在张紧弹簧365使缆线384在横向上变形时，张紧弹簧365横向牵拉缆线384以弹性缩短缆线384的有效长度。
构件370联接到锁定构件380的近侧端部，使得构件370的纵向平移导致锁定构件380的同时纵向平移。锁定构件380的远侧端部包括向下延伸的突片382。锁定构件380的远侧端部包括以能够滑动的方式被设置在位于柄部组件320的远侧部分的承窝外壳346的纵向狭槽348内的突片382。(为清楚起见，外壳346在图17-19、图24B和图24D中已被省略。)突片382被构造成能够装配在轴组件330的狭槽337内，从而选择性地锁定和解锁轴组件330。具体地，当构件380处于近侧位置时，突片382位于轴组件330的狭槽337内，从而防止轴组件330相对于柄部组件320旋转。当构件380处于远侧位置时，突片382与狭槽337和花键336远侧间隔开，从而使轴组件330能够相对于柄部组件320旋转。
图22A-24D示出了将轴组件330固定在柄部组件320内的示例性步骤。如从图22A至图22B的转换所示的，轴组件320的近侧部分首先朝近侧被插入承窝外壳346。如图23A所示，在此阶段，杠杆臂360相对于柄部组件320的主体322处于第一枢转位置。另外在此阶段，锁定构件380被定位在近侧，使得突片382被置于相邻花键336之间的狭槽337中，从而防止轴组件330相对于柄部组件320旋转。然后，操作者开始朝向主体322枢转杠杆臂360，从图23A的位置枢转至图23B所示的位置。杠杆臂360的该枢转运动启动马达350以旋转齿轮352，该齿轮352继而经由齿轮314和换能器外壳312旋转换能器组件。如上所述，编码器和/或其他类型的传感器可检测杠杆臂360从图23A的位置到图23B所示的位置的枢转运动，其中马达350对来自编码器和/或其他类型传感器的信号作出响应。在该示例中，一旦杠杆臂360到达图23B所示的位置，换能器便已被拧入波导的近侧端部的螺纹孔中，但是尚未完全拧紧。在一些情况下，齿轮362被扇形齿轮取代，其中齿被布置成使得在从图23A所示的配置到图23B所示的配置的转换的过程中，齿轮362并不接合齿轮363。
在到达如图23B所示的阶段时，操作者继续朝向主体322枢转杠杆臂360至如图23C所示的位置。随着杠杆臂360从图23B所示的位置枢转至图23C所示的位置，杠杆臂360驱动齿轮362,363,364,365,367,369，使得旋转阻尼器369B抑制杠杆臂360相对于主体322的枢转运动。马达350继续旋转换能器外壳312，从而进一步将换能器的双头螺栓拧入波导的螺纹凹陷部，直到在联接双头螺栓与波导时实现合适的扭矩水平。因此，在到达如图23C所示的位置时，马达350提供适于通过机械方式和声学方式使换能器组件与波导联接的预定量的扭矩。然后马达350被去激活，甚至在杠杆臂360继续朝向主体322枢转时也是如此。
在到达如图23C所示的阶段时，操作者继续朝向主体322枢转杠杆臂360至如图23D所示的位置。在该运动范围期间，缆线384推动锁定构件380朝远侧行进而从图24B所示的位置移至图24D所示的位置。锁定构件280的该远侧运动使突片382从花键336脱离，从而允许轴组件330相对于柄部组件320旋转。应当理解，在图22A-22C中所示的阶段直到杠杆臂360到达图22D和图24C所示的位置之前，突片382防止轴组件330相对于柄部组件320旋转。还应当理解，在图22A-22C中所示的阶段直到杠杆臂360到达图22D和图24C所示的位置之前，缆线384朝近侧缩回，而缆线384在缆线384的该近侧运动过程中并不推动锁定构件380。相反，缆线384在缆线384的该近侧运动过程中使张紧弹簧365伸展。在杠杆臂360到达如图22D和图24C所示的位置时，张紧弹簧365充分伸展，并且不再横向偏转缆线384，使得缆线384的进一步近侧运动将提供锁定构件380的远侧推动。
在器械310到达如图22D、图24C和图24D所示的配置后，器械310可准备好进行操作。在该示例中，杠杆臂360的近侧端部包括被构造成能够接合形成于柄部组件320的主体322中的互补凹陷部的弹性偏压的滚珠卡位特征结构361，从而有助于将杠杆臂360保持在图22D和图24C所示的位置。当然，多种另选的特征结构可用作滚珠卡位特征结构361的补充或用于代替滚珠卡位特征结构361。
图54-56C示出了可结合到器械310中以使换能器与声波导联接的示例性另选特征结构。具体地，图54-55示出了可旋转地支撑于柄部组件的主体822内的换能器外壳812。超声换能器组件被固定于换能器外壳812内，使得超声换能器组件随换能器外壳812相对于主体822旋转。离合环830牢固地固定于主体822的外部，并且相对于超声换能器组件同轴设置。离合环830包括一组成倾斜角度的远侧面向的齿830。齿830与离合器驱动齿轮840的倾斜角度的近侧面向的齿842接合，其也与超声换能器组件同轴对准。离合器驱动齿轮840在近侧方向被弹性偏压，使得齿842被偏压成与齿832接合。如下文将详细描述的，离合器驱动齿轮840能够操作以沿第一旋转方向驱动离合环830和换能器外壳812直到达到特定的扭矩阈值，那时齿842开始相对于齿832滑动，使得在达到特定的扭矩阈值之后离合器驱动齿轮840不再沿第一旋转方向驱动离合环830和换能器外壳812。然而，离合器驱动齿轮840能够操作以沿第二旋转方向驱动离合环830和换能器外壳812，而与扭矩无关。
离合器驱动齿轮840包括一系列成角度间隔的向外延伸的齿843。齿843被构造成能够与马达(未示出)的驱动轴(未示出)的齿轮(未示出)相啮合。因此，马达能够操作以驱动离合器驱动齿轮840的旋转，从而驱动离合环830和换能器外壳812在主体822内的旋转。仅以举例的方式，齿843可与被固定到马达350的驱动轴351上的齿轮如上文所述的驱动齿轮352相啮合。根据本文的教导内容，其他合适的布置方式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
杠杆臂(860)枢转地连接至主体(822)。杠杆臂860包括随着杠杆臂860相对于主体822枢转而相对于主体822旋转的一体式扇形齿轮832。扇形齿轮832包括一组仅沿扇形齿轮832的外周的角度范围的一部分延伸的齿864。如下文将详细描述的，这些齿864被定位为随着杠杆臂860相对于主体822枢转通过一定范围的运动而与齿轮856的互补的齿相啮合。齿轮856沿销854与可旋转地支撑于主体822中的另一个齿轮852联接为一体。齿轮852与沿着销850与锥齿轮846联接为一体的另一个齿轮848相啮合。销850也可旋转地支撑于主体822中。如图55明确示出的，锥齿轮846与整体置于离合器驱动齿轮840的远侧面的另一个锥齿轮844接合。由上文应当理解，随着杠杆臂860相对于主体822枢转通过其中齿864接合齿轮856的活动范围，由齿轮862,856,852,848,846,844形成的驱动系统将在主体822中旋转离合器驱动齿轮840，从而在主体822内旋转离合环830和换能器外壳812。
锁定构件880以能够滑动的方式设置在主体822中，使得锁定构件880被构造成能够在主体822内纵向平移。锁定构件880的近侧端部包括向下延伸的一体式凸轮特征结构882。锁定构件的远侧端部被构造成能够可选择性地接合轴组件的特征结构，从而选择性地锁定轴组件相对于主体822的旋转位置。仅以举例的方式，锁定构件的远侧端部可保留类似于上文所述的突片382的特征结构，其可被构造成能够接合轴组件的花键，其也类似于上文所述的花键336。如图56A-56C明确示出的，杠杆臂860包括一体式凸轮特征结构866，该一体式凸轮特征结构866被构造成能够在杠杆臂860相对于主体822枢转时围绕与杠杆臂860和扇形齿轮862相同的轴线旋转。如下文将详细描述的，杠杆臂860的凸轮特征结构866被构造成能够接合锁定构件880的凸轮特征结构882，从而随着杠杆臂860相对于主体822枢转通过一定范围的运动而相对于主体822朝远侧驱动锁定构件880。
图56A-56B示出了示例性操作阶段。具体地，图56A示出了杠杆臂860处于初始枢转位置。在该阶段，轴组件的近侧端部被插入主体822的远侧端部中。锁定构件880处于近侧位置，其中锁定构件880的远侧端部防止轴组件相对于主体822旋转。应当理解，锁定构件880可通过卷簧、片簧和/或一些其他弹性特征结构被弹性偏压至近侧位置。然后，操作者将杠杆臂860从图56A的位置枢转至图56B所示的位置。在该转换过程中，传感器(例如，编码器等)感测杠杆臂860的枢转运动并启动马达以在主体822中旋转离合器驱动齿轮840，从而在主体822内旋转离合环830和换能器外壳812。这样使超声换能器的双头螺栓初始旋拧到声波导的近侧螺纹凹陷部中，如本文其他地方所述。应当理解，在从图56A所示的配置转换为图56B所示的配置的初始阶段，扇形齿轮862未接合齿轮856。因此，在从图56A所示的配置转换为图56B所示的配置的初始阶段，离合环830和换能器外壳812仅由马达驱动。
如图56B所示，随着杠杆臂860相对于主体822枢转，扇形齿轮862最终到达其中齿864接合齿轮856的位置。在该示例中，一旦杠杆臂860到达其中齿864接合齿轮856的成角度位置，感测杠杆臂860的枢转运动的传感器检测到这一成角度位置并触发马达的去激活。因此，马达在齿864接合齿轮856时去激活。随着操作者继续相对于主体822枢转杠杆臂860，由齿轮862,856,852,848,846,844形成的驱动系统将在主体822中旋转离合器驱动齿轮840，从而在主体822内旋转离合环830和换能器外壳812。因此应当理解，马达提供了换能器组件与波导的初始电动联接；而杠杆臂860提供了换能器组件与波导的最终手动联接。一旦在联接换能器组件与波导时实现合适程度的扭矩，齿842便开始相对于齿832滑动，使得离合器驱动齿轮840不再驱动离合环830和换能器外壳812。换句话讲，离合器驱动齿轮840和离合环830配合以防止换能器组相对于波导扭矩过载。
在换能器组件已与声波导实现合适的联接之后，操作者可继续使杠杆臂860相对于主体822枢转至如图56C所示的位置。在到达这一阶段时，杠杆臂860的凸轮特征结构866已接合锁定构件880的凸轮特征结构882，驱动锁定构件880相对于主体822朝远侧运动。锁定构件880的该远侧运动使锁定构件880的远侧端部与轴组件脱离接合，从而使得轴组件能够相对于主体822旋转。另外在该阶段，扇形齿轮862的齿864已脱离齿轮856。然后，如果操作者希望在主体822内旋转轴组件和换能器外壳812(例如，将端部执行器重新定位于轴组件的远侧端部等)，轴组件和换能器外壳812可在主体822内自由旋转。齿轮856,852,848,846,844仅可在主体822内自由旋转。
在另一个仅示例性变型中，由齿832,842提供的棘轮离合器被单向轴承和平滑离合器板所形成的组件替代。参考本文的教导内容，器械310的其他合适的变型对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
C.示例性超声外科器械，该示例性超声外科器械经由一体式同轴马达进行联接
在上述器械10的一些变型中，可能期望提供具有一体式马达的换能器组件12的变型。图25-27示出了示例性组件420，该示例性组件420将马达450和超声换能器460以同轴关系结合。组件420可易于结合到器械10中，以提供换能器和波导之间的机动联接。本示例的马达450包括定子452和转子456。定子452包括限定沿直径相对的间隙455(图26中仅示出了一个间隙455)的法兰454。转子456同轴地并且以能够旋转的方式被设置在定子452内。在一些变型中，马达450为无刷马达。仅以举例的方式，定子452可包括选择性整流的绕组，而转子456包括一系列成角度间隔的永磁体，使得电磁力推动转子456随定子452的绕组被选择性整流而在定子452内旋转。参考本文的教导内容，可用于定子452和转子456的其他合适的元件、结构、和构型对于本领域普通技术人员而言将是显而易见的。
超声换能器460被固定在转子456内。如图26所示，本示例的超声换能器460包括焊头462、安装法兰464、主体466、压电圆盘468叠堆以及将圆盘468纵向压向主体466的螺栓469。压缩圆盘468能够操作以将电力转换为通过主体466传送至焊头462的超声振动。如上文所述，焊头462可包括以机械方式和声学方式使换能器460与波导联接的双头螺栓或其他联接结构。法兰464位于与和由换能器460生成的超声振动相关联的波节对应的位置处。
马达450和换能器组件460被置于外壳470内。外壳470包括一起限定筒状护罩的远侧部分472、近侧部分474和中间部分476。如图26明确示出的，远侧部分472的近侧面包括朝近侧延伸的突片473。中间部分476的远侧面包括朝远侧延伸的突片475。突片473,475接合定子452的法兰454中相应的间隙455，使得外壳470和定子452两者相对于彼此旋转固定。还应当理解，外壳470可在柄部组件的主体或其他类型的主体内旋转固定。
换能器460经由法兰464被固定到转子456上。具体地，转子456的远侧面包括被构造成能够配合形成于法兰464的近侧面中的互补凹陷部465的一系列成角度的远侧相对的突出部458。因此，当突出部458被置于凹陷部465中，换能器460和转子456一起旋转。转子456还可被固定到提供介于转子456和定子452之间的可旋转支撑的轴衬480上。具体地，轴衬480被定位在外壳470的远侧部分472中，从而为转子456和换能器460提供结构支撑，同时还使转子456和换能器460能够在外壳470的远侧部分472内旋转。中间安装特征结构482围绕转子456设置，并被设置在外壳的中间部分476内。中间安装特征结构482向转子456和换能器460提供支撑，同时还使转子456和换能器能够在外壳470的中间部分476内旋转。近侧安装特征结构484围绕转子456设置，并被设置在外壳的近侧部分474内。中间安装特征结构482为转子456和换能器460提供支撑，同时还使转子456和换能器能够在外壳470的近侧部分474内旋转。
根据上述内容，应当理解，马达450可被启动以使换能器460相对于柄部组件的主体或其他类型的主体旋转。因此可启动马达450以能够旋转的方式驱动双头螺栓从焊头462远侧延伸到波导的螺纹凹陷部内。还可反向启动马达450以使波导从焊头462脱离。根据本文的教导内容，组件420可结合到器械10以及各种变型中的各种合适的方式对于本领域普通技术人员而言将是显而易见的。
D.示例性超声外科器械，该示例性超声外科器械经由一体式同轴马达和齿轮组件 进行联接
在上述器械10的一些变型中，除具有一体式马达的换能器组件12的变型之外，可能期望提供齿轮组件。仅以举例的方式，增加齿轮组件能够使所选择的齿轮齿数比提供马达齿轮、功耗和扭矩之间的期望的平衡。齿轮组件还可增强马达的转子和定子之间的相对旋转。图28-37示出了将马达550与超声换能器560和一组齿轮510结合的示例性组件500。组件500可易于结合到器械10中，以提供换能器和波导之间的机动联接。本示例的马达550包括定子570和转子576。转子576同轴地并且以能够旋转的方式被设置在定子570内。在一些变型中，马达550为无刷马达。仅以举例的方式，定子570可包括选择性整流的绕组，而转子576包括一系列成角度间隔的永磁体，使得电磁力推动转子576随定子570的绕组被选择性地整流而在定子570内旋转。参考本文的教导内容，可用于定子570和转子576的其他合适的元件、结构、和构型对于本领域普通技术人员而言将是显而易见的。
超声换能器560被固定在转子576内。如图29和图34所示，本示例的超声换能器560包括焊头562、安装法兰564、压电圆盘568叠堆以及纵向压缩圆盘568的螺栓569。压缩圆盘568能够操作以将电力转换为通过焊头562传送的超声振动。焊头562可包括以机械方式和声学方式使换能器560与波导联接的双头螺栓或其他联接结构，如上文所述。法兰564位于与和由换能器560生成的超声振动相关联的波节对应的位置处。换能器560经由法兰564被固定到转子576的内部，使得换能器560和转子576一起旋转。转子576由轴衬558在定子570内能够旋转地被支撑，如图29明确示出的。转子576还由远侧轴衬554在柄部组件的主体或一些其他器械主体内能够旋转地被支撑。定子570由一对轴衬552,556在柄部组件的主体或一些其他器械主体内能够旋转地被支撑。因此，定子570和转子576均在柄部组件的主体或一些其他器械主体内旋转。
如图29和图34明确示出的，转子576包括从转子576朝近侧延伸通过定子570的杆578。杆578提供了与换能器560的压电圆盘568电耦接的线材(未示出)的通道，使得杆578用作将电力递送至压电圆盘568的路径，下文将予以详细描述。如图28-30明确示出的，焊头562从定子570远侧突出，从而使得能够使焊头562与波导联接，如本文所述的。
如图29-31明确示出的，定子570的近侧面包括一体式齿轮572。杆578通过齿轮572的轴线穿过所形成的孔。齿轮572具有与另一个齿轮515的外部齿515相啮合的外部齿573。齿轮515与另一个齿轮516被固定到轮轴512上。齿轮516具有与环形齿轮518的齿518A相啮合的外部齿517。环形齿轮518由可被固定到柄部组件的主体或一些其他器械主体上的轴衬519能够旋转地支撑。环形齿轮518牢固地固定到杆578上。因此，当转子576在马达550启动时旋转时，由于经由杆578的联接，环形齿轮518与转子576成一体旋转。由于齿518A,517的啮合，环形齿轮518沿第一方向的旋转导致齿轮516沿第一方向的旋转。由于齿轮514,516被固定到相同的轮轴512上，齿轮516沿第一方向的旋转导致齿轮514沿第一方向的旋转。由于齿515,573的啮合，齿轮514沿第一方向的旋转导致齿轮572沿第二方向的旋转。由于定子570和齿轮572的一体式构造，齿轮572沿第二方向的旋转导致定子570沿第二方向的旋转。因此应当理解，由于齿轮组件510提供了机械连通，因此启动马达550以沿第一方向旋转转子576还将导致定子570沿第二方向旋转。换句话讲，齿轮组件510可加强定子570和转子576之间的相对旋转。在一些变型中，齿轮组件510提供了13:1的齿轮齿数比。
如图35-37明确示出的，滑环组件590被定位在杆578的近侧端部，以提供固定线和穿过杆578内部的线材之间的电连续性从而为换能器560供电，同时使杆578和换能器560能够相对于固定线旋转。滑环组件590包括彼此电隔离的顶盖591和第一环592。顶盖591提供了用于联接与第一电极性相关联的第一固定线的路径；而环592与和第二电极性相关联的第二固定线联接。顶盖591与弹性挤压位于杆578的近侧端部处的导电板599的导电片簧598接合。板599与杆578中的与第一电极性相关联的一条或多条线材联接。应当理解，片簧598和板599一起提供了用于第一固定线和杆578中的与第一电极性相关联的一条或多条线材之间的电连续性的路径；并且片簧598和板599一起在杆578相对于第一固定线旋转时保持该电连续性。
导电突出部593从环592向内突出以与另一个环594接合。环594牢固地固定到杆578的外部并且与杆578中的与第二电极性相关联的一条或多条线材电联接。环592弹性偏压突出部593以与环594接合，使得突出部593相对于594滑动，同时保持与环594接触。应当理解，环592,594和突出部593一起提供了用于第二固定线和杆578中的与第二电极性相关联的一条或多条线材之间的电连续性的路径；并且环592,594和突出部593一起在杆578相对于第二固定线旋转时保持该电连续性。
根据上述内容，应当理解，马达550可被启动以使换能器560相对于柄部组件的主体或其他类型的主体旋转。因此可启动马达550来以能够旋转的方式驱动双头螺栓从焊头562朝远侧延伸到波导的螺纹凹陷部内。还可反向启动马达550以使波导从焊头562脱离。根据本文的教导内容，组件500可结合到器械10以及各种变型中的各种合适的方式对于本领域普通技术人员而言将是显而易见的。
III.用于同时联接声学部件和夹持臂驱动部件的示例性另选特征结构
如上所述，可能期望其他模块性，由此使得轴组件30可相对轻松地联接换能器组件12和柄部组件20并且从换能器组件12和柄部组件20脱离。在一些情况下，此类轴组件30的联接和脱离可包括使波导102与换能器组件12联接以及使内管34与磁轭25的联接组件35联接。可能期望能够同时提供波导102的此类联接和内管34的此类联接。具体地，可能期望同时通过一组同轴布置并径向间隔开的螺纹特征结构来提供对波导102的联接以及对内管34的联接。此类特征结构可提供在一次旋转运动中的对波导102的同时联接以及对内管34的联接。图38-49C示出了可提供在一次旋转运动中的对波导102的同时联接以及对内管34的联接的各种特征结构的示例。
图38示出了同轴设置在内管1004内的示例性波导1002。图38还示出了同轴设置在管驱动器1006内的示例性焊头1010。应当理解，波导1002可用于取代波导102，内管1004可用于取代内管34，焊头1010可为换能器组件12的特征结构，并且管驱动器1006可为磁轭25的联接组件35的特征结构。在该示例中，波导1002的近侧端部包括螺纹孔1003。管1004的近侧端部还包括螺纹孔1005。具有外螺纹的双头螺栓1011从焊头1010朝远侧延伸。螺纹孔1003被构造成能够通过螺纹接合来接收双头螺栓1011。管驱动器1006包括外螺纹1007。螺纹孔1005被构造成能够通过螺纹接合来接收外螺纹1007。因此应当理解，波导1002可在内管1004通过一次旋转运动与管驱动器1006联接时同时与焊头1010联接。一旦波导1002与焊头1010联接，由换能器组件12生成的超声振动便可经由焊头1010传送至波导1002。一旦内管1004与管驱动器1006联接，触发器28的枢转运动便可提供内管1004经由管驱动器1006的纵向平移。
图39示出了同轴设置在内管1014内的示例性波导1012。图39还示出了同轴设置在管驱动器1016内的示例性焊头1010。应当理解，波导1012可用于取代波导102，内管1014可用于取代内管34，焊头1010可为换能器组件12的特征结构，并且管驱动器1016可为磁轭25的联接组件35的特征结构。在该示例中，波导1012的近侧端部包括螺纹孔1013。管1014的近侧端部包括联接套筒1015。具有外螺纹的双头螺栓1011从焊头1010朝远侧延伸。螺纹孔1013被构造成能够通过螺纹接合来接收双头螺栓1011。管驱动器1016包括内螺纹1017。内螺纹1017被构造成能够用作套筒1015上的自攻型螺母，使得螺纹1017可提供与套筒1015的螺纹接合。在一些其他变型中，套筒1015包括与1017互补的预成形的外螺纹。因此应当理解，波导1012可在内管1014通过一次旋转运动与管驱动器1016联接时同时与焊头1010联接。一旦波导1012与焊头1010联接，由换能器组件12生成的超声振动便可经由焊头1010传送至波导1012。一旦内管1014与管驱动器1016联接，触发器28的枢转运动便可提供内管1014经由管驱动器1016的纵向平移。
图40示出了同轴设置在内管1004A内的示例性波导1002A。图40还示出了同轴设置在管驱动器1006A内的示例性焊头1010。应当理解，波导1002A可用于取代波导102，内管1004A可用于取代内管34，焊头1010可为换能器组件12的特征结构，并且管驱动器1006A可为磁轭25的联接组件35的特征结构。在该示例中，波导1002A的近侧端部包括螺纹孔1003。管1004A的近侧端部包括非螺纹孔1005。带有外螺纹的双头螺栓1011从焊头1010朝远侧延伸。螺纹孔1003被构造成能够通过螺纹接合来接收双头螺栓1011。管驱动器1006A包括外螺纹1007。外螺纹1007被构造成能够用作孔1005中的自攻型螺母，使得螺纹1007可提供与孔1005的螺纹接合。因此应当理解，波导1002A可在内管1004A通过一次旋转运动与管驱动器1006A联接时同时与焊头1010联接。一旦波导1002A与焊头1010联接，由换能器组件12生成的超声振动便可经由焊头1010传送至波导1002A。一旦内管1004A与管驱动器1006A联接，触发器28的枢转运动便可提供内管1004A经由管驱动器1006A的纵向平移。
图41示出了同轴设置在内管1004B内的示例性波导1002B。本示例的内管1004B基本上类似于如图40所示的示例的内管1004，不同的是限定内管1004B中的孔1005的壁小于限定内管1004A中的孔1005的相同的壁。图41还示出了同轴设置在管驱动器1006B内的示例性焊头1010。应当理解，波导1002B可用于取代波导102，内管1004B可用于取代内管34，焊头1010可为换能器组件12的特征结构，并且管驱动器1006B可为磁轭25的联接组件35的特征结构。在该示例中，波导1002B的近侧端部包括螺纹孔1003。管1004B的近侧端部包括非螺纹孔1005。带有外螺纹的双头螺栓1011从焊头1010朝远侧延伸。螺纹孔1003被构造成能够通过螺纹接合来接收双头螺栓1011。管驱动器1006B包括外螺纹1007。外螺纹1007被构造成能够用作孔1005中的自攻型螺母，使得螺纹1007可提供与孔1005的螺纹接合。因此应当理解，波导1002B可在内管1004B通过一次旋转运动与管驱动器1006B联接时同时与焊头1010联接。一旦波导1002B与焊头1010联接，由换能器组件12生成的超声振动便可经由焊头1010传送至波导1002B。一旦内管1004B与管驱动器1006B联接，触发器28的枢转运动便可提供内管1004B经由管驱动器1006B的纵向平移。
图42-44示出了波导1022和内管1024。波导1022包括内螺纹区域1023。焊头1010的双头螺栓1011被构造成能够拧入波导1022的螺纹区域1023。内管1024的外表面限定多个纵向凹陷部1025，这些纵向凹陷部1025围绕内管1024被设置在成角度间隔的阵列中。焊头1010同轴延伸穿过键合构件1026。键合构件1026包括多个向内延伸的突出部1027，这些突出部1027被构造成能够装配在内管1024的纵向凹陷部1025内。应当理解，键合构件1026或内管1024可由柔性材料制成，并且键合构件1026和内管1024可按照此类方式彼此接合，以变形和导致它们之间的摩擦，使得键合构件1026的纵向平移被传递到内管1024。键合构件1026以机械方式与触发机构联接，使得触发器28的枢转运动导致内管1024的纵向平移。随着波导1022被旋拧到焊头1010的双头螺栓1011上，波导1022和内管1024将朝向换能器组件12和键合构件1026拉延，使得键合构件1026的突出部1027还将接合内管1024的纵向凹陷部1025。还应当理解，波导1022和内管1024可同时与换能器组件12和内部触发机构联接。
图45和图46示出了焊头1010可穿过的可调节构件1032。可调节构件1032可包括沿可调节构件1032的套筒部分1034的内螺纹区域和外螺纹区域。这些螺纹区域可被构造成能够通过螺纹与内管34的螺纹区域联接。可调节构件1036以机械方式与触发机构联接，使得触发器28的枢转运动导致内管34经由可调节构件1032的纵向平移。可调节构件1032包括形成于可调节构件1038的法兰1033中的多个弓形狭槽1036。可调节构件1032经由多个销1038与触发机构联接。销1038以能够滑动的方式被设置在弓形狭槽1036内。如图46明确示出的，可通过允许销1038在弓形狭槽1036内滑动来使可调节构件1032部分旋转。可能需要此类成角度调节来将可调节构件1032的螺纹区域与内管34的螺纹区域对准，并对准焊头1010的双头螺栓1011和波导102的螺纹孔103。
图47-49C示出了示例性换能器组件12的双头螺栓1044和波导1042。双头螺栓1044和波导1042被构造成能够通过双头螺栓1044或波导1042的直角回转以螺纹形式彼此接合。双头螺栓1044包括一对平坦表面1045A,1045B和一对弓形螺纹区域1047。波导1042包括内螺纹区域1043和穿过波导1042的表面并提供与内螺纹区域1043的接触的矩形凹口1046。凹口1046被构造成能够在双头螺栓1044取向为如图49A所示时使双头螺栓1044穿过并进入内螺纹区域1043中。换句话讲，凹口1046使波导1042相对于双头螺栓1044沿横向路径运动，以便实现波导1042和双头螺栓1044之间的轴向对准。这样将使得结合波导1042的轴组件30结合能够以侧面加载式、顶部加载式或其他加载方式相对于柄部组件20沿横交于双头螺栓1044的纵向轴线的路径加载。一旦双头螺栓1044完全穿过凹陷部1046并且与波导1042轴向对准，如图49B所示，双头螺栓1044或波导1042可旋转四分之一圈，从而通过螺纹来联接双头螺栓1044与波导1042，如图49C所示。具体地，双头螺栓1044的螺纹区域1047接合波导1042的螺纹区域1043。
IV.具有修改的触发器的示例性另选超声外科器械
图50-52示出了示例性另选外科器械610。除下文讨论的差异外，本示例的器械610被构造成基本上类似于上文所讨论的器械10那样操作。本示例的器械610包括柄部组件620、轴组件630、以及端部执行器640。轴组件630包括外部护套632、以能够滑动的方式被设置在外部护套632内的内管(未示出)、以及设置在该内管内的波导602。如同上述器械10的内管34一样，本示例的内管的纵向平移导致端部执行器640的夹持臂644朝向和远离超声刀642致动。柄部组件620包括主体622，该主体包括手枪式握把624。柄部组件620还包括触发器628，该触发器能够朝向和远离手枪式握把624枢转。触发器628以能够枢转的方式联接到柄部组件620。如下文将详细讨论的，触发器628的枢转运动导致内管634的纵向平移，从而导致夹持臂644朝向和远离超声刀642的枢转运动。
触发器628与弓形齿条构件650联接，该弓形齿条构件被设置在柄部组件620内。弓形齿条构件650包括多个齿652。具有第一齿轮656和第二齿轮658的可旋转构件654还被设置在柄部组件620内。第一齿轮656包括多个外部齿657。第二齿轮658也包括多个外部齿659。第一齿轮656和第二齿轮658具有不同的直径，其中第一齿轮656具有大于第二齿轮658的直径。可旋转构件654的第一齿轮656的齿657被构造成能够与触发器628的弓形齿条构件650的齿652相啮合，使得触发器628朝向和远离手枪式握把624的枢转运动导致第一齿轮656、可旋转构件654和第二齿轮658的旋转。
柄部组件620还包括与联接组件635联接的齿条构件660，使得齿条构件660的纵向平移导致联接组件635的同时纵向平移。联接组件635被构造成能够与内管联接，使得联接组件635的纵向平移导致内管的同时纵向平移。齿条构件660包括停留在形成于柄部组件620的主体622的内表面中的凸缘上的多个辊662，并且使齿条构件660能够在近侧纵向位置和远侧纵向位置之间纵向平移。齿条构件660包括从齿条构件660的外表面向下延伸的多个齿661。齿条构件660的齿661被构造成能够接合可旋转构件654的第二齿轮658的齿659，使得可旋转构件654的旋转导致齿条构件660经由第二齿轮658的纵向平移。因此，应当理解，触发器628朝向和远离手枪式握把624的枢转运动导致第一齿轮656、可旋转构件654和第二齿轮658的旋转，其继而导致联接组件635和内管的纵向平移，从而导致夹持臂644朝向和远离超声刀642的枢转运动。如图52明确示出的，扭转弹簧670可用于弹性偏压触发器628远离手枪式握把624，从而弹性推动夹持臂644远离超声刀642。另选地，如果可能，弹性偏压可以任何其他合适的形式提供。
V.具有卡口安装架的示例性另选轴组件和换能器组件
图53A-53D示出了可易于结合到器械10中的示例性轴组件730和换能器组件760。换能器组件760包括超声换能器762和弹性护罩组件764。本示例的超声换能器762被构造成能够除下文讨论的差异之外以基本上类似于上述超声换能器12的方式来操作。例如，换能器组件762通过压电原理将电力转换为超声振动，并使这些振动沿延伸穿过轴组件730并到达超声刀(未示出)的声波导702传送。轴组件730包括外部护套732、以能够滑动的方式被设置在外部护套732内的内管734、以及被设置在内管734内的波导702。如同上述器械10的内管34一样，本示例的内管734的纵向平移导致端部执行器(未示出)的夹持臂(未示出)朝向和远离超声刀致动。
本示例的弹性护罩组件764包括第一构件766和第二构件768。第二构件768以能够滑动的方式被设置在第一构件766内，并且被弹性构件(未示出)朝远侧弹性偏压，该弹性构件被设置在第一构件766内并且朝远侧挤压第二构件768。第二构件768可相对于第一构件766在远侧位置和近侧位置之间平移。在一些变型中，当第二构件768处于远侧位置时，第二构件768从柄部组件(或其中结合换能器组件760的外科器械的其他类型的主体)朝远侧突出。
第一构件766包括远侧部分766A、近侧部分766B和中间部分766C。中间部分766C呈锥形，而远侧部分766A和近侧部分766B为圆筒状。近侧部分766B被构造成能够适配超声换能器762的远侧部分，使得第一构件766可与其联接。第一构件766和第二构件768各自限定内部孔，从而可触及超声换能器762的双头螺栓(未示出)。第一构件766的远侧部分766A限定L形狭槽767。第二构件768限定纵向狭槽769。第二构件768被取向为使得第二构件768的狭槽769基本上与L形狭槽767的纵向延伸的部分对准。轴组件730的近侧部分包括向外延伸的销731，该向外延伸的销731被构造成能够装配在第二构件768的狭槽769和第一构件766的L形狭槽767内。
图53A-53D示出了使轴组件730与换能器组件760的超声换能器762联接的步骤。轴组件730从图53A所示的远侧位置移至图53B所示的其中轴组件730被设置在第二构件766内的位置。在该位置中，销731被定位在第二构件768的狭槽769内。然后，轴组件730通过克服第二构件768的远侧偏压而朝近侧运动。随着轴组件730和第二构件768朝近侧运动，销731在狭槽769和L形狭槽767的纵向延伸部分内纵向运动，直到销731接触第一构件766的L形狭槽767的近侧表面并且无法再朝近侧运动，如图53C所示。应当理解，在图53B所示的配置转换为图53C所示的配置的过程中，轴组件730驱动第二构件768朝近侧进一步进入第一构件766中。此时，轴组件730可在L形狭槽767内旋转，从而将轴组件730和第二构件768锁定于近侧位置，如图53D所示。因此，应当理解，轴组件730以类似于卡口的方式固定于换能器组件760内。在该示例中，将轴组件730从图53C所示的位置旋转至图53D所示的位置同时换能器762保持固定足以使波导702以机械方式和声学方式与换能器762联接。还应当理解，护罩组件764和销731的配置可有助于确保在到达图53C所示的阶段时波导702和换能器762之间实现适当的轴向对准和角度对准。
VI.其他方面
应当理解，本文所述的任何变型的器械还可包括除上述那些之外或作为上述那些的替代的各种其他特征结构。仅以举例的方式，本文所述的任何器械还可包括以引用方式并入本文的各种参考文献在任一个参考文献中公开的各种特征结构中的一种或多种特征结构。还应当理解，本文的教导内容可容易地被应用于本文所引述的任何其他参考文献中所述的任何器械，使得本文的教导内容可容易地以多种方式与本文所引述的任何参考文献中的教导内容组合。可结合本文的教导内容的其他类型的器械对于本领域普通技术人员而言将是显而易见的。
应当理解，据称以引用的方式并入本文的任何专利、专利公布或其他公开材料，无论是全文或部分，仅在所并入的材料与本公开中所述的现有定义、陈述或者其他公开材料不冲突的范围内并入本文。同样地并且在必要的程度下，本文明确阐述的公开内容取代以引用方式并入本文的任何冲突材料。任何据称以引用方式并入本文但与本文所述的现有定义、陈述或其他公开材料相冲突的任何材料或其部分，仅在所并入的材料和现有的公开材料之间不产生冲突的程度下并入本文。
上述装置的变型可应用于由医疗专业人员进行的传统医学治疗和手术、以及机器人辅助的医学治疗和手术。仅以举例的方式，本文的各种教导内容可易于结合到机器人外科系统，诸如Intuitive Surgical,Inc.(Sunnyvale,California)的DAVINCITM系统中。类似地，本领域的普通技术人员将认识到本文中的各种教导内容可易于与以下专利的各种教导内容结合：于2004年8月31日公布的名称为“Robotic Surgical Tool with UltrasoundCauterizing and Cutting Instrument”的美国专利No.6,783,524，其公开内容以引用方式并入本文。
上文所述变型可被设计成在单次使用后废弃，或者其可被设计成能够使用多次。在任一种情况下或两种情况下，可修复形式以在至少一次使用之后重复使用。修复可包括以下步骤的任意组合：拆卸装置，然后清洁或替换特定零件以及随后进行重新组装。具体地，可拆卸一些变型的装置，并且可选择性地以任何组合变型来替换或移除该装置的任意数量的特定部件或部分。在清洁和/或更换特定部分时，该装置的一些形式可在修复设施处重新组装或者在即将进行手术前由使用者重新组装以供随后使用。本领域的技术人员将会了解，装置的修复可利用多种技术进行拆卸、清洁/更换以及重新组装。这些技术的使用和所得修复装置均在本申请的范围内。
仅以举例的方式，本文描述的形式可在手术之前和/或之后消毒。在一种消毒技术中，将该装置被放置在闭合且密封的容器中，诸如塑料袋或TYVEK袋。然后可将容器和装置放置在可穿透容器的辐射场中，诸如γ辐射、X射线或高能电子。辐射可将装置上和容器中的细菌杀死。然后将经杀菌的装置存储在无菌容器中，以供以后使用。还可使用本领域已知的任何其他技术对装置进行消毒，该技术包括但不限于β辐射或γ辐射、环氧乙烷或蒸汽。
已示出和描述了本发明的各种实施方案，可在不脱离本发明的范围的情况下由本领域的普通技术人员进行适当修改来实现本文所述的方法和系统的进一步改进。已提及了若干此类潜在修改，并且其他修改对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。例如，上文所讨论的示例、实施方案、几何形状、材料、尺寸、比率、步骤等均为说明性的而非所要求的。因此，本发明的范围应根据以下权利要求书来考虑，并且应理解为不限于说明书和附图中示出和描述的结构细节和操作细节。

Claims (17)

1.一种用于对组织进行操作的设备，所述设备包括：
(a)主体；
(b)可平移外壳，所述可平移外壳能够滑动地容纳在所述主体内；
(c)超声换能器；
(d)轴组件，所述轴组件被构造成能够选择性地与所述可平移外壳联接，其中所述轴组件限定纵向轴线；和
(e)联接组件，其中所述联接组件包括：
(i)马达，其中所述马达能够操作以朝向所述超声换能器驱动所述可平移外壳并且相对于所述主体旋转所述超声换能器，从而使所述轴组件与所述超声换能器联接，和
(ii)锁定特征结构，其中所述锁定特征结构被构造成能够选择性地接合所述轴组件，从而在旋转所述超声换能器以与所述轴组件联接时防止所述轴组件相对于所述主体旋转。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述锁定特征结构包括至少一个纵向狭槽，其中所述轴组件包括被构造成能够被设置在所述至少一个纵向狭槽中的至少一个纵向突出部。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述马达还能够操作以导致所述轴组件的纵向平移。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述主体还包括触发器和可旋转的锁定构件，其中所述触发器能够朝向和远离所述主体枢转，从而导致所述可旋转的锁定构件选择性接合和脱离所述轴组件。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述轴组件包括多个纵向花键。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述联接组件包括能够纵向平移的锁定构件，其中所述能够纵向平移的锁定构件被构造成能够接合所述多个花键中的至少一个花键，从而防止所述轴组件的旋转。
7.根据权利要求6所述的设备，其中所述联接组件包括杠杆臂，所述杠杆臂被构造成能够枢转通过第一运动范围和第二运动范围。
8.根据权利要求7所述的设备，其中所述马达被构造成能够启动以在所述杠杆臂的所述第一运动范围期间旋转所述超声换能器，其中所述马达被构造成能够在所述杠杆臂的所述第二运动范围期间去激活。
9.根据权利要求7所述的设备，其中所述杠杆臂能够操作以在完成所述第一运动范围之后平移所述锁定构件。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述杠杆臂经由缆线与所述锁定构件联接。
11.根据权利要求1所述的设备，其中所述联接组件还包括：
(i)设置在所述超声换能器周围的外壳，和
(ii)设置在所述外壳周围的环形齿轮，其中所述马达能够操作以旋转所述环形齿轮，其中所述环形齿轮能够操作以旋转所述外壳，从而旋转所述超声换能器，其中所述外壳被构造成能够在所述环形齿轮内纵向平移。
12.根据权利要求1所述的设备，其中所述马达围绕所述超声换能器同轴设置。
13.根据权利要求12所述的设备，其中所述马达还包括转子和定子，其中所述转子被固定到所述超声换能器上，其中所述定子被固定到所述主体上。
14.根据权利要求12所述的设备，还包括齿轮组件，其中所述马达包括转子和定子，其中所述齿轮组件能够操作以响应于所述马达的启动来提供所述转子相对于所述主体的旋转与以及所述定子相对于所述主体的旋转。
15.根据权利要求14所述的设备，其中所述转子还包括穿过所述齿轮组件的杆，其中所述杆包括被构造成能够提供与所述超声换能器的电连续性的滑环特征结构。
16.根据权利要求1所述的设备，其中所述马达能够操作以旋转轮轴，其中所述轮轴包括螺纹节段。
17.根据权利要求1所述的设备，其中所述马达能够操作以旋转轮轴，从而直接驱动所述可平移外壳，其中所述轮轴包括具有齿的齿轮。
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