CN105979901A - 手术末端执行器及其滑轮组件 - Google Patents

Abstract

一种手术工具的末端执行器包括由驱动滑轮旋转的第一钳夹和第二钳夹。第一从动滑轮附接于第一钳夹且第二从动滑轮附接于第二钳夹。第一线缆的第一端部连接至第一从动滑轮的第一径向侧，第一线缆的第二端部连接至第二从动滑轮的第二径向侧，且第一线缆的中间部连接至驱动滑轮。第二线缆的第一端部连接至第二从动滑轮的第一径向侧，第二线缆的第二端部连接至第一从动滑轮的第二径向侧，且第二线缆的中间部连接至驱动滑轮。

Description

手术末端执行器及其滑轮组件

背景技术

机器人手术系统已经被用于微创医疗手术操作。一些机器人手术系统包括：控制台，其支撑机器人手臂；及至少一个末端执行器，诸如手术钳或包括钳夹的抓紧工具，所述钳夹用于将组织捕获在其间。所述至少一个末端执行器被安装至机器人手臂。在医疗手术操作期间，末端执行器插入到患者的小切口(通过插管)或自然孔口中，以使末端执行器定位于患者体内的工作部位。

线缆从控制台延伸、穿过机器人手臂并连接至末端执行器。在一些情况下，线缆借助由包括用户界面的处理系统控制的电动机来致动，用于外科医生或临床医生能够控制包括机器人手臂和/或末端执行器的机械人手术系统。线缆连接至滑轮组件，所述滑轮组件传递转矩来驱动末端执行器的致动。

在一些情况下，手术操作可能要求精细控制末端执行器从而抓紧组织用于解剖和/或展开组织表面用于深度进入组织。因此，存在对如下的手术工具的需求：其能够提供精确控制的力，所述力由机器人手术系统的末端执行器的钳夹施加。

发明内容

在手术机器人工具末端的钳夹(诸如手术钳或剪子切割工具)可以由包括滑轮和线缆的滑轮组件驱动。根据本公开的方案，手术工具的末端执行器包括第一钳夹和第二钳夹，每个钳夹均能够围绕着第一轴线旋转。第一从动滑轮附接至第一钳夹且第二从动滑轮附接至第二钳夹。第一和第二从动滑轮能够围绕着第一轴线旋转。每个从动滑轮均包括第一径向侧和第二径向侧。驱动滑轮能够围绕着第二轴线旋转。第一线缆具有第一端部、第二端部及中间部。所述第一端部连接至第一从动滑轮的第一径向侧。所述第二端部连接至第二从动滑轮的第二径向侧。所述中间部连接至驱动滑轮。第二线缆具有第一端部、第二端部及中间部。所述第一端部连接至第二从动滑轮的第一径向侧。所述第二端部连接至第二从动滑轮的第二径向侧。所述中间部连接至驱动滑轮。驱动滑轮围绕着第二轴线的旋转使所述从动滑轮围绕着第一轴线沿着相反的方向旋转，来打开或闭合钳夹。

在一些实施例中，驱动滑轮围绕着第二轴线沿着第一方向的旋转可以经由第一线缆使第一和第二从动滑轮旋转。驱动滑轮沿着与第一方向相反的第二方向的旋转可以经由第二线缆使第一和第二从动滑轮旋转。

在本公开的方案中，在驱动滑轮沿着第一方向旋转期间，第一线缆可以处于张紧状态而第二线缆可以处于松弛状态。在驱动滑轮沿着第二方向旋转期间，第一线缆可以处于松弛状态而第二线缆可以处于张紧状态。

在本公开的另一方案中，第一线缆的中间部和第二线缆的中间部可以连接至驱动滑轮上的公共点，或可以连接至驱动滑轮上的不同点。可以想到的是，第一线缆的中间部和第二线缆的中间部可以卷曲至驱动滑轮。

在一些情况下，第一线缆的第一端部和第二线缆的第二端部可以是平行的，而在其他情况下，第二线缆的第一端部和第一线缆的第二端部可以是交叉的。在其他情况下，线缆的相应端部可以是垂直的而非平行的，或者可以在既不平行也不垂直的不同角度处定位。

在一些实施例中，第一钳夹的近侧端可以固定地附接至第一驱动滑轮的圆周边缘，且第二钳夹的近侧端可以固定地附接至第二驱动滑轮的圆周边缘。

在本公开的方案中，第一和第二钳夹可以彼此齐平接合。可以想到的是，第一轴线可以从第二轴线以横向距离间隔开。可以进一步想到的是，第一和第二线缆可以在从第二轴线以径向距离偏置的位置处连接至驱动滑轮。

在实施例中，驱动滑轮可以支撑锚定构件，且第一线缆的中间部和第二线缆的中间部的每个均可以穿过驱动滑轮的锚定构件成环。所述锚定构件可以包括能够附接至驱动滑轮的圆周边缘的钩。

根据本公开的另一个方案，提供了用于致动第一钳夹和第二钳夹的滑轮组件。所述滑轮组件包括：第一从动滑轮，其配置为附接至第一钳夹；以及第二从动滑轮，其配置为附接至第二钳夹。第一和第二从动滑轮能够围绕着第一轴线旋转。每个从动滑轮均包括第一径向侧和第二径向侧。驱动滑轮能够围绕着第二轴线旋转。第一线缆具有第一端部、第二端部以及中间部。所述第一端部连接至第一从动滑轮的第一径向侧。所述第二端部连接至第二从动滑轮的第二径向侧。所述中间部连接至驱动滑轮。第二线缆具有第一端部、第二端部以及中间部。所述第一端部连接至第二从动滑轮的第一径向侧。所述第二端部连接至第一从动滑轮的第二径向侧。所述中间部连接至驱动滑轮。驱动滑轮围绕着第二轴线的旋转使第一和第二从动齿轮围绕着第一轴线沿着相反的方向旋转。

在本公开的方案中，驱动滑轮围绕着第二轴线沿着第一方向的旋转可以经由第一线缆使第一和第二从动滑轮旋转。驱动滑轮沿着与第一方向相反的第二方向的旋转可以经由第二线缆使第一和第二从动滑轮旋转。在实施例中，在驱动滑轮沿着第一方向旋转期间，第一线缆可以处于张紧状态而第二线缆可以处于松弛状态。在驱动滑轮沿着第二方向旋转期间，第一线缆可以处于松弛状态而第二线缆可以处于张紧状态。

在这些方案的一些中，第一线缆的中间部和第二线缆的中间部可以连接至驱动滑轮上的公共点，或者可以连接至驱动滑轮上的不同点。在一些情况下，第一和第二线缆可以卷曲至驱动滑轮。

在一些上面提到的方案的中，第一线缆的第一端部和第二线缆的第二端部可以平行，而第二线缆的第一端部和第一线缆的第二端部可以是交叉的。在其他情况下，线缆的相应端部可以是垂直的而非平行的，或者可以在既不平行也不垂直的不同角度处定位。

根据本公开的又一方案，提供了另一种用于致动第一钳夹和第二钳夹的滑轮组件。所述滑轮组件可以包括至少两个从动滑轮。每个从动滑轮可以联接至相应的钳夹，且每个从动滑轮可以包括至少两个径向侧。

所述滑轮组件也可以包括：驱动滑轮，其能够围绕着与从动滑轮不同的轴线旋转；以及至少两个线缆部。每个线缆部可以将每个从动滑轮的不同的径向侧联接至驱动滑轮。驱动滑轮的旋转的方向改变可以缓解联接至从动滑轮的至少两个的不同的径向侧的至少两个第一线缆部上的张力，并可以将张力施加于至少两个第二线缆部，该至少两个第二线缆部联接至从动滑轮的与前两个线缆部相反的径向侧。

在一些情况下，第一线缆部可以联接在第一从动滑轮的第一径向侧与驱动滑轮之间。第二线缆部可以联接在第一从动滑轮的第二径向侧与驱动滑轮之间。第三线缆部可以联接在第二从动滑轮的第一径向侧与驱动滑轮之间。第四线缆部可以联接在第二从动滑轮的第二径向侧与驱动滑轮之间。

当驱动滑轮沿着第一方向旋转时，第一和第四线缆部可以是张紧的而第二和第三线缆部可以是松弛的。当驱动滑轮沿着第二方向旋转时，第一和第四线缆部可以是松弛的而第二和第三线缆部可以是张紧的。在一些情况下，所述线缆部中的至少两个可以是单个连续线缆。

第一和第二线缆部可以是第一单个连续线缆的部分而第三和第四线缆部可以是第二单个连续线缆的部分。第一和第四线缆部可以是第一单个连续线缆的部分而第二和第三线缆部可以是第二单个连续线缆的部分。在其他情况下，每个线缆部均可以相对于其他线缆部是单独的线缆。在其他情况下，线缆部中的两个可以是单个连续线缆的部分而线缆部中的两个可以是单独的线缆。

本公开的示例性实施例的更多的细节和方案在下面参照附图进行更详细地描述。

正如此处所使用的，术语平行和垂直理解为包括大体上平行及大体上垂直的相对配置，如相对于真正的平行及真正的垂直偏离多至约+10度或-10度。

附图说明

此处参照附图对本公开的实施例进行描述，其中：

图1A是根据本公开的医疗工作站和操作控制台的示意图；

图1B是图1A的医疗工作站的控制装置的电动机的立体示意图，该电动机具有连接至其上的线缆；

图2是根据本公开的实施例的手术末端执行器在部件分离时的平面示意图，其示出了手术末端执行器的钳夹和滑轮组件；

图3A是图2所示的末端执行器的滑轮组件的立体图；

图3B是3A所示的替代滑轮组件的立体图；

图4是图2所示的末端执行器的立体剖切图，其中钳夹以闭合配置布置；

图5是图2所示的末端执行器的立体剖切图，其中钳夹以打开配置布置；及

图6是根据本公开的另一个实施例的手术末端执行器在部件分离时的平面示意图，其示出了手术末端执行器的钳夹和滑轮组件。

具体实施例

参照附图详细描述本公开的手术末端执行器及致动该手术末端执行器的方法的实施例，其中在几幅视图的每个视图中相同的附图标记指示相同或相应的元件。正如此处所使用的，术语“远侧”指钳夹和/或滑轮组件的较靠近手术部位的部分，而术语“近侧”指钳夹和/或滑轮组件的较远离手术部位的部分。

首先参照图1A及图1B，医疗工作站总体上示出为工作站1，并且可以包括：一个或多个机器人手臂2、3；控制装置4；以及与控制装置4联接的操作控制台5。操作控制台5包括：显示装置6，该显示装置6被设置尤其是显示三维图像和/或视频；以及手动输入装置7、8，例如外科医生的人员(未示出)借助所述手动输入装置7、8能够在第一操作模式中远程操纵机器人手臂2、3，该原理对本领域的技术人员而言是已知的。

每个机器人手臂2、3包括附接装置9、11，例如支撑着根据此处公开的几个实施例中的任一个的末端执行器100的手术工具“ST”可以附接至附接装置9、11，这将会在下文中更详细地描述。

机器人手臂2、3可以由连接至控制装置4的电动驱动器(未图示)驱动。控制装置4(例如，计算机)被设置以尤其借助计算机程序来以如下这种方式触发驱动器：机器人手臂2、3，其附接装置9、11及因此手术工具(包括末端执行器100)根据借助手动输入装置7、8限定的运动来执行所期望的运动。控制装置4也可以如下方式设置：其调节机器人手臂2、3的运动和/或驱动器的运动。

医疗工作站1配置为用于躺在患者检查台12上、待借助末端执行器100以微创方式治疗的患者13。医疗工作站1也可以包括一个或多个机器人手臂2、3，类似地连接至控制装置4并借助操作控制台5被远程操作的额外的机器人手臂。医疗器械或手术工具(包括末端执行器100)也可以附接至额外的机器人手臂。医疗工作站1可以包括数据库14，特别是联接至控制装置4的数据库14，其例如存储来自患者13的术前数据和/或解剖图解集。

可以参考2011年11月3日提交的、名称为“Medical Workstation(医疗工作站)”的、公开号为2012/0116416的美国专利，其全部内容通过引用合并于此，用于详细讨论医疗工作站1的结构和操作。

控制装置4可以控制多个电动机(电动机1……n)，每个电动机均配置为使延伸至手术工具的末端执行器100的线缆“C”(图1B)卷起或释放一定长度。例如，在图2中，如所示的，每根线缆“C”的远侧端以绞盘的方式围绕末端执行器100的驱动滑轮140缠绕，以驱动驱动滑轮140旋转。在使用中，线缆“C”被卷起或释放，线缆“C”经由滑轮组件120实现手术工具的每个末端执行器100的操作和/或运动，这会在下文进一步详细地描述。可预期的是，控制装置4协调多个电动机(电动机1……n)的触发来协调相应的线缆“C”卷起或释放一定长度，从而协调相应的末端执行器的操作和/或运动。尽管图1B示出了通过单个电动机卷起或释放的单根线缆“C”，但是在一些情况下，通过单个电动机可以卷起或释放两根以上的线缆或单根线缆的两个端部。例如，在一些情况下，两根线缆或两个线缆端部可以在相反的方向上联接至单个电动机，以便当电动机在第一方向上被触发时，一根线缆卷起而另外一根线缆释放。在不同的实施例中可以使用其他的线缆构造。

现在转向图2至图5，根据本公开的实施例的末端执行器总体上标示为100。末端执行器100包括第一钳夹102a和第二钳夹102b。第一和第二钳夹102a、102b的每一个均是可以相对于另一个旋转的或枢转的。每个钳夹102a、102b具有相应的近侧端104a、104b和相应的远侧端106a、106b。每个近侧端104a、104b分别被固定地附接至第一和第二从动滑轮122a、122b，这会在下文进一步详细地描述。钳夹102a、102b的各自的近侧端104a、104b可以分别一体地连接至和/或整体地形成于从动滑轮122a、122b的圆周边缘。钳夹102a、102b的每个远侧端106a、106b限定彼此并列放置的相应的夹持或齿部108a、108b。在使用中，如将在下文更详细地描述的，当驱动滑轮140沿着顺时针和逆时针方向的其中一个方向旋转时，将引起钳夹102a、102b旋转，这样将钳夹102a、102b从第一打开配置运动至第二闭合配置，其中，在第一打开配置中，钳夹102a、102b可将组织容纳在其间，在第二闭合配置中，钳夹102a、102b可以抓紧组织。

末端执行器100包括布置在其中的、用于致动末端执行器100的钳夹102a、102b的滑轮组件120。滑轮组件120包括第一从动滑轮122a、第二从动滑轮122b、驱动滑轮140、第一线缆“C1”以及第二线缆“C2”。在图3A中，线缆C1和C2的每个均可以是具有不同线缆部的连续线缆，例如线缆C1上的从从动滑轮122a上的锚定构件180a延伸至驱动滑轮140上的锚定构件150的部分S1，以及线缆C1上的从锚定构件150延伸至从动滑轮122b上的锚定构件180b的部分S2。线缆C2可以包括从从动滑轮122a上的锚定构件182b延伸至锚定构件150的线缆部S3以及从锚定构件150延伸至从动滑轮122b上的锚定构件182a的部分S4。

在作为图3A中所示的实施例的变形例的另一实施例中，线缆C1和线缆C2也可以是可以采用不同方式附接至滑轮122a、122b以及140的连续线缆。例如，连续线缆C1可以包括：第一部分，其从从动滑轮122a上的锚定构件180a延伸至驱动滑轮140上的锚定构件150(类似于图3A中的部分S1)；及第二部分，其从锚定构件150延伸至从动滑轮122b上的锚定构件182a(类似于图3A中的部分S4)。连续线缆C2可以包括：第一部分，其从从动滑轮122b上的锚定构件180b延伸至锚定构件150(类似于图3A中的部分S2)；及第二部分，其从锚定构件150延伸至从动滑轮122a上的锚定构件182b(类似于图3A中的部分S3)。

这种配置可以造成线缆C1和C2的第一部分在驱动滑轮140沿第一方向旋转期间张紧，同时线缆C1和C2的另外的第二部分松弛。当驱动滑轮140沿相反方向旋转时，可以发生线缆C1和C2的第二部分张紧而线缆C1和C2的第一部分松弛。在不同的实施例中其他的线缆布线也是可能的。

图3B示出了另一实施例，其中连续线缆C1和C2被替换为四个不连续的线缆部S5至S8。在图3B中，线缆部S5从从动滑轮122a上的锚定构件180a延伸至驱动滑轮140上的锚定构件151。线缆部S6从驱动滑轮140上的不同锚定构件152延伸至从动滑轮122b上的锚定构件180b。线缆部S7从从动滑轮122a上的锚定构件182b延伸至驱动滑轮140上的锚定构件153。线缆部S8从驱动滑轮140上的锚定构件153延伸至从动滑轮122b上的锚定构件182a。在不同的实施例中，线缆和/或线缆部可以连接至驱动滑轮140上的相同或不同的锚定构件。

在实施例中，钳夹102a、102b可以经由铰链、夹子、按钮、粘合剂、套圈、搭扣、螺纹和/或其他接合件可拆卸地接合至从动滑轮122a、122b。

每个从动滑轮122a、122b具有形成于其中的中央开口124a、124b，中央开口124a、124b配置为用于将枢转销(未示出)布置或接收其中。每个从动滑轮122a、122b的中央开口124a、124b彼此同轴对准。第一轴线“X1”延伸穿过第一和第二从动滑轮122a、122b的中央开口124a、124b。第一和第二从动滑轮122a、122b彼此邻近地布置且能够绕第一轴线“X1”相对于彼此旋转。在一些实施例中，从动滑轮122a、122b可以沿第一轴线“X1”彼此抵靠着或彼此间隔开。如上文中提到的，第一从动滑轮122a支撑钳夹102a且第二从动滑轮122b支撑钳夹102b，使钳夹102a、102b围绕着第一轴线“X1”与从动滑轮122a、122b一同旋转。

从动滑轮122a、122b具有圆形构造且每个均限定圆周边缘126a、126b。圆周边缘126a、126b的每个均限定沿每个从动滑轮122a、122b的圆周延伸的弧形通道或沟槽128a、128b。通道或沟槽128a、128b配置为用于接收线缆“C1”、“C2”中的一个，如下文进一步详细描述的。在实施例中，从动滑轮122a、122b被多样地构造，诸如以椭圆形、长圆形、锥形、弧形、均匀、不均匀和/或可变的构造。

第一从动滑轮122a包括各自限定了第一从动滑轮122a的半圆部分的第一径向侧130a和第二径向侧132a，如由图2中的虚线“L1”划界的。第一和第二径向侧130a、132a各自包括第一从动滑轮122a的圆周边缘126a的二分之一。第二从动滑轮122b包括各自限定了第二从动滑轮122b的半圆部分的第一径向侧130b和第二径向侧132b，如由图2中的虚线“L2”划界的。第二从动滑轮122b的第一和第二径向侧130b、132b包括第二从动滑轮122b的圆周边缘126b的二分之一。

滑轮组件120进一步包括驱动滑轮140，其与此处上文中所描述的第一和第二从动滑轮122a、122b相似。驱动滑轮140从第一和第二从动滑轮122a、122b间隔开一横向距离。连接至电动机(电动机1…n)的线缆“C”可以采用绞盘的方式围绕驱动滑轮140缠绕至少一圈，从而不干涉第一和第二线缆“C1”、“C2”。驱动滑轮140包括形成于其中的中央开口141。第二轴线“X2”延伸穿过中央开口141，与第一轴线“X1”间隔开一横向距离，并且在一些情况下可以平行于第一轴线“X1”延伸。在另外的情况下，第二轴线“X2”可以从第一轴线“X1”偏置，从而以其他不平行于第一轴线“X1”的角度延伸，诸如垂直于第一轴线。

驱动滑轮140具有圆形构造且限定圆周边缘142。圆周边缘142限定沿驱动滑轮140的外周延伸的弧形通道或沟槽144。通道或沟槽144配置为用于布置每根线缆“C1”、“C2”。驱动滑轮140包括各自限定了驱动滑轮140的半圆部分的第一径向侧146和第二径向侧148，如由图2中的虚线“L3”划界的。第一和第二径向侧146、148各自包括驱动滑轮140的圆周边缘142的二分之一。

驱动滑轮140支撑附接至圆周边缘142的最近侧部的锚定构件150。锚定构件150将两根线缆“C1”、“C2”稳固至驱动滑轮140，使得当驱动滑轮140旋转时，线缆“C1”、“C2”随着其运动。在实施例中，锚定构件150可以是线缆“C1”、“C2”附接于其上的钩。在其他实施例中，锚定构件150可以是将线缆“C1”、“C2”稳固至驱动滑轮140的圆周边缘142的卷曲件。

在使用中，驱动滑轮140经由电动机(电动机1…n)及线缆“C”围绕着第二轴线“X2”的旋转，引起第一和第二从动滑轮122a、122b经由线缆“C1”、“C2”围绕着第一轴线沿相反方向旋转，以打开或闭合附接至线缆“C1”、“C2”的第一或第二钳夹102a、102b。

滑轮组件120可以进一步包括第一线缆“C1”和第二线缆“C2”。第一线缆“C1”和第二线缆“C2”的每个均具有：第一端部160a、160b；第二端部162a、162b；以及中间部或环状部164a、164b。第一和第二线缆“C1”、“C2”连接至第一和第二从动滑轮122a、122b及驱动滑轮140，使得第一线缆“C1”的第一端部160a和第二线缆“C2”的第二端部162b大体上平行，且第二线缆“C2”的第一端部160b和第一线缆“C1”的第二端部162a交叉，如图2至图5所示。

第一线缆“C1”由驱动滑轮140的锚定构件150稳固至驱动滑轮140的圆周边缘142的最近侧部，使得第一线缆“C1”的中间部或环状部164a固定地接合于驱动滑轮140的圆周边缘142的一部分。第一线缆“C1”的中间部或环状部164a在从第二轴线“X2”偏置一径向距离的位置处连接至驱动滑轮140。

第一线缆“C1”的第一端部160a连接至第一从动滑轮122a的圆周边缘126a的布置在第一从动滑轮122a的第一径向侧130a上的一部分。第一线缆“C1”的第二端部162a连接至第二从动滑轮122b的圆周边缘126b的布置在第二从动滑轮122b的第二径向侧132b上的一部分。

第一线缆“C1”的第一端部160a经由锚定构件180a连接至第一从动滑轮122a的第一径向侧130a。第一线缆“C1”的第二端部162a经由锚定构件180b连接至第二从动滑轮122b的第二径向侧132b。锚定构件180a、180b类似于上文描述的锚定构件150。每个锚定构件150、180a、180b可以是相同的或者可以是不同的。通过这种方式，第一线缆“C1”的中间部或环状部164a仅围绕驱动滑轮140的第一径向侧146缠绕，如图3A、图4及图5所示。

第二线缆“C2”由驱动滑轮140的锚定构件150稳固至驱动滑轮140的圆周边缘142的最近侧部，使得第二线缆“C2”的中间部或环状部164b固定地接合于驱动滑轮140的圆周边缘142的一部分。第二线缆“C2”的中间部或环状部164b在从第二轴线“X2”偏置一径向距离的位置处连接至驱动滑轮140。通过这种方式，第一和第二线缆“C1”、“C2”的中间部或环状部164a、164b连接至驱动滑轮140的公共点。

第二线缆“C2”的第一端部160b连接至第二从动滑轮122b的圆周边缘126b的布置在第二从动滑轮122b的第一径向侧130b上的一部分。第二线缆“C2”的第二端部162b连接至第一从动滑轮122a的圆周边缘126a的布置在第一从动滑轮122a的第二径向侧132a上的一部分。

第二线缆“C2”的第一端部160b经由锚定构件182a连接至第二从动滑轮122b的第一径向侧130b。第二线缆“C2”的第二端部162b经由锚定构件182b连接至第一从动滑轮122a的第二径向侧132a。锚定构件182a、182b类似于上文描述的锚定构件150。通过这种方式，第二线缆“C2”的中间部164b仅围绕驱动滑轮140的第二径向侧148缠绕，如图3至图5所示。

在一个实施例中，第一线缆“C1”包括两根线缆，每根均具有在公共点连接至驱动滑轮140的第一端，及分别连接至第一从动滑轮122a的第一径向侧130a和第二从动滑轮122b的第二径向侧132b的第二端。第二线缆“C2”可以包括两根线缆，每根均具有在公共点连接至驱动滑轮140的第一端，及分别连接至第二从动滑轮122b的第一径向侧130b和第一从动滑轮122a的第二径向侧132a的第二端。

在操作中，电动机(电动机1…n)通电而旋转，并继而驱动线缆“C”的释放或卷起或旋转。当线缆“C”被致动时，线缆“C”驱动驱动滑轮140沿顺时针和逆时针方向中的一个旋转。驱动滑轮140围绕着第二轴线“X2”沿着由图3A中的箭头“A1”标示的第一方向的旋转，经由第一线缆“C1”使第一和第二从动滑轮122a、122b围绕着第一轴线“C1”分别沿着由图3A中的箭头“A2”、“A3”标示的方向旋转。在驱动滑轮140沿着第一方向旋转期间，第一线缆“C1”处于张紧状态(如图3A所示)而第二线缆“C2”处于松弛状态。例如，当驱动滑轮140沿着第一方向旋转时，第一线缆“C1”的中间部164a围绕着第二轴线“X2”与驱动滑轮140一同旋转。随着第一线缆“C1”的中间部164a旋转，第一线缆“C1”的第一端部160a被向驱动滑轮140拉动，并继而驱动第一从动滑轮122a沿着与驱动滑轮140旋转的方向相同的方向旋转。第一线缆“C1”的第二端部162a也被向驱动滑轮140拉动，并继而驱动第二从动滑轮122b沿着与驱动滑轮140旋转的方向相反的方向旋转。通过这种方式，分别附接至从动滑轮122a、122b的钳夹102a、102b关于第一轴线“X1”打开。

驱动滑轮140沿着由图3A中的箭头“B1”标示的第二方向的旋转，经由第二线缆“C2”使第一和第二从动滑轮122a、122b围绕着第一轴线“C1”分别沿着由图3A中的箭头“B2”、“B3”标示的方向旋转。在驱动滑轮140沿着第二方向旋转期间，第一线缆“C1”处于松弛状态而第二线缆“C2”处于张紧状态(如图3A所示)。例如，当驱动滑轮140沿着第二方向旋转时，第二线缆“C2”的中间部164b围绕着第二轴线“X2”与驱动滑轮140一同旋转。当第二线缆“C2”的中间部164b旋转时，第二线缆“C2”的第一端部160b被向驱动滑轮140拉动，并继而驱动第二从动滑轮122b沿着与驱动滑轮140旋转的方向相反的方向旋转。第二线缆“C2”的第二端部162b也被向驱动滑轮140拉动，并继而驱动第一从动滑轮122a沿着与驱动滑轮140旋转的方向相同的方向旋转。通过这种方式，分别附接至从动滑轮122a、122b的钳夹102a、102b关于第一轴线“X1”闭合。

在一个实施例中，如图6所示，示出了末端执行器200，其类似于上文参照图2至图5描述的末端执行器100。末端执行器200包括第一钳夹202a和第二钳夹202b，它们类似于上文描述的钳夹102a、102b。第一和第二钳夹202a、202b各自能够围绕着第一轴线(未示出)枢转。末端执行器200进一步包括滑轮组件220，其类似于上文描述的滑轮组件120。滑轮组件220布置在末端执行器200中，用于致动末端执行器200的钳夹202a、202b。

滑轮组件220包括第一从动滑轮222a、第二从动滑轮222b、驱动滑轮240、第一线缆“C3”以及第二线缆“C4”，它们分别类似于上文描述的第一从动滑轮122a、第二从动滑轮122b、驱动滑轮140、第一线缆“C1”以及第二线缆“C2”。根据本实施例，第一线缆“C3”和第二线缆“C4”可以采用线缆环等形式。

第一从动滑轮222a支撑钳夹202a且第二从动滑轮222b支撑钳夹202b，使得钳夹202a、202b围绕着第一轴线与从动滑轮222a、222b一同旋转。从动滑轮222a、222b具有圆形构造且每个限定圆周边缘226a、226b，圆周边缘226a、226b配置为分别用于布置或接收第一和第二线缆“C3”、“C4”。

驱动滑轮240从第一和第二从动滑轮222a、222b间隔开一横向距离。连接至电动机(电动机1…n)的线缆“C”可以采用绞盘的方式围绕驱动滑轮240缠绕至少一圈，从而不干涉第一和第二线缆“C3”、“C4”。驱动滑轮240具有圆形构造且限定圆周边缘242，圆周边缘242配置为用于布置或接收每根线缆“C3”、“C4”。

第一线缆“C3”关于驱动滑轮240的圆周边缘242和第一从动滑轮222a的圆周边缘226a成环或缠绕，使得线缆“C3”的第一半部260a和第二半部260b相互平行。第二线缆“C4”关于驱动滑轮240的圆周边缘242和第二从动滑轮222b的圆周边缘226b成环或缠绕，使得线缆“C4”的第一半部270a和第二半部270b呈十字形图案或数字8的图案。

在使用中，驱动滑轮240经由电动机(电动机1…n)和线缆“C”的旋转经由线缆“C3”、“C4”引起第一和第二从动滑轮222a、222b沿着相反的方向旋转，来打开或闭合附接于其上的第一和第二钳夹202a、202b。

可以理解的是，可以对此处公开的实施例进行多种修改。例如，尽管此处公开的从动滑轮被示出并描述为连接至钳夹的近侧端，但可预期并在本公开的范围内的是，从动滑轮也可以操作性地连接至钳夹的远侧部。因此，上文的描述不应解释为限制，而仅仅是作为多种实施例的范例。本领域技术人员将联想到在所附权利要求的范围和构思内的其他修改。

Claims (20)

1.一种手术工具的末端执行器，所述末端执行器包括：

第一钳夹和第二钳夹，每个钳夹均能够围绕着第一轴线枢转；

第一从动滑轮和第二从动滑轮，所述第一从动滑轮附接至所述第一钳夹且所述第二从动滑轮附接至所述第二钳夹，所述第一从动滑轮和所述第二从动滑轮能够围绕着所述第一轴线旋转，每个从动滑轮包括第一径向侧和第二径向侧；

驱动滑轮，其能够围绕着第二轴线旋转；

第一线缆，其具有第一端部、第二端部以及中间部，所述第一端部连接至所述第一从动滑轮的第一径向侧，所述第二端部连接至所述第二从动滑轮的第二径向侧，且所述中间部连接至所述驱动滑轮；以及

第二线缆，其具有第一端部、第二端部以及中间部，所述第一端部连接至所述第二从动滑轮的第一径向侧，所述第二端部连接至所述第一从动滑轮的第二径向侧，且所述中间部连接至所述驱动滑轮，

其中，所述驱动滑轮围绕着所述第二轴线的旋转使所述第一从动滑轮和所述第二从动滑轮围绕着所述第一轴线沿着相反方向旋转，以打开或闭合所述第一钳夹和所述第二钳夹。

2.根据权利要求1所述的末端执行器，其中，所述驱动滑轮围绕着所述第二轴线沿着第一方向的旋转经由所述第一线缆使所述第一从动滑轮和所述第二从动滑轮旋转，且所述驱动滑轮沿着与所述第一方向相反的第二方向的旋转经由所述第二线缆使所述第一从动滑轮和所述第二从动滑轮旋转。

3.根据权利要求2所述的末端执行器，其中，在所述驱动滑轮沿着所述第一方向旋转期间，所述第一线缆处于张紧状态而所述第二线缆处于松弛状态，并且在所述驱动滑轮沿着所述第二方向旋转期间，所述第一线缆处于松弛状态而所述第二线缆处于张紧状态。

4.根据权利要求1所述的末端执行器，其中，所述第一线缆的中间部和所述第二线缆的中间部连接至所述驱动滑轮的公共点。

5.根据权利要求1所述的末端执行器，其中，所述第一线缆的中间部和所述第二线缆的中间部卷曲至所述驱动滑轮。

6.根据权利要求1所述的末端执行器，其中，所述第一线缆的第一端部和所述第二线缆的第二端部是平行的，且所述第二线缆的第一端部和所述第一线缆的第二端部是交叉的。

7.根据权利要求1所述的末端执行器，其中，所述第一钳夹的近侧端固定地附接至所述第一驱动滑轮的圆周边缘，且所述第二钳夹的近侧端固定地附接至所述第二驱动滑轮的圆周边缘。

8.根据权利要求1所述的末端执行器，其中，所述第一钳夹和所述第二钳夹包括齿部。

9.根据权利要求1所述的末端执行器，其中，所述第一轴线从所述第二轴线以横向距离间隔开。

10.根据权利要求1所述的末端执行器，其中，所述第一线缆和所述第二线缆在从所述第二轴线以径向距离偏置的位置处连接至所述驱动滑轮。

11.根据权利要求1所述的末端执行器，其中，所述驱动滑轮支撑锚定构件，且所述第一线缆的中间部和所述第二线缆的中间部的每个均穿过所述驱动滑轮的锚定构件成环。

12.根据权利要求11所述的末端执行器，其中，所述锚定构件包括附接至所述驱动滑轮的圆周边缘的钩。

13.一种用于致动第一钳夹和第二钳夹的滑轮组件，所述滑轮组件包括：

多个从动滑轮，每个均联接至相应的钳夹并且每个均包括至少两个径向侧；

驱动滑轮，其能够围绕着与所述从动滑轮不同的轴线旋转；

多个线缆部，每个线缆部均将各从动滑轮的不同的径向侧联接至所述驱动滑轮，

其中，所述驱动滑轮的旋转方向的改变缓解联接至所述从动滑轮中的至少两个的不同的径向侧的至少两个第一线缆部中的张力，并施加张力至至少两个第二线缆部，所述至少两个第二线缆部联接至所述从动滑轮的与前两个线缆部相反的径向侧。

14.根据权利要求13所述的滑轮组件，进一步包括：

第一线缆部，其联接在第一从动滑轮的第一径向侧与所述驱动滑轮之间；

第二线缆部，其联接在所述第一从动滑轮的第二径向侧与所述驱动滑轮之间；

第三线缆部，其联接在第二从动滑轮的第一径向侧与所述驱动滑轮之间；以及

第四线缆部，其联接在所述第二从动滑轮的第二径向侧与所述驱动滑轮之间。

15.根据权利要求14所述的滑轮组件，其中，所述线缆部中的至少两个是单个连续线缆的部分。

16.根据权利要求15所述的滑轮组件，其中，

当所述驱动滑轮沿第一方向旋转时，所述第一线缆部和所述第四线缆部是张紧的而所述第二线缆部和所述第三线缆部是松弛的，并且

当所述驱动滑轮沿所述第二方向旋转时，所述第一线缆部和所述第四线缆部是松弛的而所述第二线缆部和所述第三线缆部是张紧的。

17.根据权利要求16所述的滑轮组件，其中，所述第一线缆部和所述第二线缆部是第一单个连续线缆的部分而所述第三线缆部和所述第四线缆部是第二单个连续线缆的部分。

18.根据权利要求16所述的滑轮组件，其中，所述第一线缆部和所述第四线缆部是第一单个连续线缆的部分而所述第二线缆部和所述第三线缆部是第二单个连续线缆的部分。

19.根据权利要求14所述的滑轮组件，其中，每个所述线缆部相对于其他线缆部是单独的线缆。

20.根据权利要求14所述的滑轮组件，其中，所述线缆部中的两个是单个连续线缆的部分而所述线缆部中的两个是单独的线缆。