CN106535808B - 用于引导细长柔性医疗器械的机器人化模块 - Google Patents

Abstract

用于驱动细长柔性医疗器械的机器人化模块包括一对(33)驱动件(24、24')，所述驱动件处于驱动结构或者处于自由结构。这对(33)驱动件(24、24')可以在第一位置与第二位置之间移动。控制构件(18、11)按照重复循环的方式起作用，以使处于驱动结构的驱动件(24、24')从第一位置移动到第二位置，并使处于自由结构的驱动件从第二位置移动到第一位置。

Description

用于引导细长柔性医疗器械的机器人化模块

技术领域

本发明涉及到用于驱动细长柔性医疗器械的机器人化模块。

背景技术

手动地把导管或导子插入患者体内是相对常见的手术行为。但是，因为这一行为是利用X射线监控的，所以执行该行为的外科医生如果对大量患者进行这种手术，就要遭受到明显的辐射。

为了降低对外科医生的风险，曾尝试用机器人来执行这种插入过程。这种自动化比较复杂，因为难以夹持导管。把导管浸渍在保存液中，并且必须保持无菌。此外，希望能交替地和/或同时地控制导管平移和旋转运动。这种机器人化系统的可靠性是一个决定性标准。

最近，US7 927 310提出了控制导管平移和旋转的一种驱动系统。把导管放在可相对于底座旋转的一块板上，以便驱动其旋转。板本身包括驱动平移的机构。另外，采用了永久固定在架子上的远程电动机以及把运动传递到导管的系统。具体而言，出于电源、可用空间和无菌性的原因，最好不要埋置电动机。

尽管这种配置符合各种要求，但是仍希望简化此类型机构，尤其是为了提高可靠性。

发明内容

为此目的，本发明提供一种机器人化模块，用于驱动细长柔性医疗器械，所述模块包括：

·底座；

·一对驱动件，分别具有一个驱动面，这对驱动件适合可交替地处于驱动结构和自由结构，处于所述驱动结构时，这对驱动件的驱动面与待驱动的细长柔性医疗器械啮合并且设置在其两侧上，处于自由结构时，这对驱动件的驱动面不与细长柔性医疗器械啮合；

·这对驱动件，根据第一位置和第二位置之间的自由度，相对于底座可移动地安装；

·控制构件，适合以循环重复的方式控制处于驱动结构的这对驱动件相对于底座从第一位置移动到第二位置的运动，因此相对于底座驱动细长柔性医疗器械，并且控制处于自由结构的这对驱动件相对于底座从第二位置移动到第一位置的运动，而不相对于底座驱动细长柔性医疗器械。

最好，控制构件是远程控件。因此，可能有单独一个控制构件位于控制室内，位于手术室的控制构件有时是可选的，并且因此能够将其省略。

借助于这些设施，可以通过机器人反复的简单基本运动驱动细长柔性医疗器械，乃至在较长的复杂路径上亦是如此。因此无论导管要遵循的路径如何，机器人都可以运行。

在本发明的优选实施例中，还可以选择性地求助于下列设施中的一项或多项：驱动件相对于底座从第一位置移动到第二位置的运动包括下列运动的组合：驱动件沿着与细长柔性医疗器械的局部纵向平行的方向，相对于底座的平移；驱动件沿着横切细长柔性医疗器械局部纵向的横向，以相反的方向，相对于底座的平移；

驱动件沿着横切细长柔性医疗器械局部纵向的横向，以相同的方向，相对于底座的平移；

驱动件沿着横切细长柔性医疗器械局部纵向的横向，以相同的方向，相对于底座的平移；

组合中的一项、两项或三项是无效的；

第一位置和第二位置之间的自由度是第一个自由度，其中，还根据第二个自由度相对于底座可移动地安装这对驱动件，第一位置和第三位置之间的所述第二个自由度与第一个自由度不同；

控制构件适合以循环重复的方式控制处于驱动结构的驱动件相对于底座(132)从第一位置移动到第三位置的运动，因此相对于底座驱动细长柔性医疗器械，并且控制处于自由结构的驱动件相对于底座从第三位置移动到第一位置的，而不相对于底座驱动细长柔性医疗器械；

驱动件相对于底座从第一位置移动到第二位置以及驱动件相对于底座从第一位置移动到第三位置的运动包括不同于以下运动的两种组合：

驱动件沿着平行于细长柔性医疗器械局部纵向的方向，相对于底座的平移；驱动件沿着横切细长柔性医疗器械局部纵向的横向，以相反的方向，相对于底座的平移；

驱动件沿着横切细长柔性医疗器械局部纵向的横向，以相同的方向，相对于底座的平移；

驱动件沿着横切细长柔性医疗器械局部纵向的横向，以相同的方向，相对于底座的平移；

驱动件沿着横切细长柔性医疗器械局部纵向的横向，以相反的方向，相对于底座的平移，适于使细长柔性医疗器械能够在驱动面上围绕细长柔性医疗器械局部纵向滚动；

通过驱动件相对于底座的相对运动，使这对驱动件适于从其自由结构安置到其驱动结构；

-第一位置和第二位置界定第一个自由度，其中，还根据从自由结构到驱动结构的第三自由度，相对于底座可移动地安装这对驱动件；

-底座是第一个底座，这对驱动件是第一对驱动件，机器人化模块进一步包括：

·第二个底座；

·第二对驱动件，分别具有一个驱动面，第二对驱动件适合交替地处于驱动结构和自由结构，处于驱动结构时，第二对驱动件的驱动面与细长柔性医疗器械啮合，并设置在其两侧上，处于自由结构时，第二对驱动件的驱动面不与细长柔性医疗器械啮合；

根据第一位置和第二位置之间的自由度，相对于第二个底座可移动地安装第二对驱动件；

·控制构件还适合以循环重复的方式控制处于驱动结构的第二对驱动件相对于底座从第一位置移动到第二位置的运动，因此相对于第二个底座驱动细长柔性医疗器械，并且控制处于自由结构的第二对驱动件相对于第二个底座从第二位置移动到第一位置的运动，而不相对于第二个底座驱动细长柔性医疗器械；

-第一个底座和第二个底座刚性连接或共用；

-控制构件适合以同步的方式控制第一对驱动件和第二对驱动件的移动；

-控制构件适合使第一对驱动件和第二对驱动件同时处于驱动结构；

-控制构件适合使第一对驱动件和第二对驱动件同时处于自由结构；

-控制构件适合同时使第一对驱动件和第二对驱动件在一种情况下处于驱动结构，在另一种情况下处于自由结构；

-第二对驱动件呈现上述某些特征。

在另一方面，本发明涉及到一种动脉造影机器人，其包括容器、细长柔性医疗器械以及机器人化驱动模块，所述细长柔性医疗器械至少部分地容纳在容器中，所述机器人化驱动模块固定在容器上并且适合把细长柔性医疗器械驱动到容器外。

此外，US7 927 310已经提出了控制导管平移和旋转的一种驱动系统。把导管放在可相对于底座旋转的一块板上，以便驱动其旋转。板本身包括驱动平移的机构。另外，采用了永久固定在架子上的远程电动机以及把运动传递到导管的系统。具体而言，出于电源、可用空间和无菌性的原因，最好不要埋置电动机。

该配置因此提出了第一种运行模式，在该运行模式下，导管以及导管的导子可以平移前进。

该配置因此还提出第二种运行模式，在该运行模式下，导管以及导管的导子可以按照相同的方向围绕其自身旋转，可以选择顺时针方向或者逆时针方向作为旋转方向。

然而，在人体血液循环系统的某些通道中，比如在静脉或动脉的分叉处，乃至在病变处，提前使导管穿过会是很困难，更不必说导管的导子了，存在着紧靠血管壁的风险，或者挂住和破坏血管壁的风险，乃至在分叉处进入错误血管的风险。

为了缓解这种困难，本发明的一个实施例提出增加第三种运行模式，在该运行模式下，把导管的导子缓慢平移与快速的交替旋转相结合，从而使之能够无障碍地穿过敏感区。与快速的交替旋转相结合的这种缓慢平移就其本身可应用到导子，就其本身应用到导管上，或者同时应用到导子和导管上。即使同时驱动导子和导管，也可能把这第三种运行模式只应用到导子，或者只应用到导管。本发明的这方面可以单独使用。

为此目的，本发明提出一种机器人化方法，用于驱动导管或导子，或者驱动导管和导子，控制一组驱动件，并包括：

·第一种运行模式，在该运行模式下，这组驱动件平移移动导子和/或导管；

·第二种运行模式，在该运行模式下，这组驱动件使导子和/或导管围绕其自身旋转；

其特征在于，该方法还包括：

·第三种运行模式，在该运行模式下，这组驱动件同时平移移动导子和/或导管，并且使导子和/或导管围绕其自身交替地按照一个方向和另一个方向旋转。

为此目的，本发明还提供一种机器人化模块，用于驱动导管或导子，或者驱动导管和导子，包括一组驱动件，构成并设置所述驱动件，以便能对其进行控制，从而执行根据本发明的实施例。

为此目的，本发明还提供一种机器人化模块，用于驱动导管或导子，或者驱动导管和导子，包括一组驱动件，构成并设置所述驱动件，以便能够通过下列模式对其进行控制：

·第一种运行模式，从而在该运行模式下平移移动导子和/或导管；

·第二种运行模式，从而在该运行模式下平移移动导子和/或导管；

其特征在于，构成并设置这组驱动件，以便能够通过下列模式对其进行控制：

·第三种运行模式，从而使导子和/或导管同时平移前进，并且使其围绕其自身交替地按照一个方向和另一个方向旋转。

在本发明的优选实施例中，还可以选择性地求助于下列设施中的一项或多项规定。

最好，在第三种运行模式下，这组驱动件根据人机界面控制的变化同时平移移动导子和/或导管，并且使导子和/或导管自动地围绕其自身交替地按照一个方向和另一个方向旋转。对于执业医生而言，这样更符合人体工学，同时使得导管的导子行进过程具有良好效果，避免患者挂住血管壁的危险。

最好，在第三种运行模式下，这组驱动件根据人机界面控制的变化同时平移移动导子和/或导管，并且使导子和/或导管自动地围绕其自身交替地按照一个方向和另一个方向旋转，交替旋转的频率与平移速度成比例。

在第一个优选实施例中，执业医生保持最大的自由度，提供一种机器人化方法，通过控制一组驱动件而驱动导管或导子，乃至驱动导管和导子，并包括：

·第一种运行模式，在该运行模式下，这组驱动件根据人机界面控制的变化平移移动导子和/或导管；以及

·第二种运行模式，在该运行模式下，这组驱动件根据人机界面控制的变化使导子和/或导管围绕其自身旋转；

其特征在于，该方法还包括：

·第三种运行模式，在该运行模式下，这组驱动件根据人机界面控制的变化，同时平移导子和/或导管，并使导子和/或导管围绕其自身交替地按照一个方向和另一个方向旋转。

在第二个优选实施例中，执业医生优化了易用性，提供一种机器人化方法，用于驱动导管或导子，乃至驱动导管和导子，控制一组驱动件，并包括：

·第一种运行模式，在该运行模式下，这组驱动件自动地平移移动导子和/或导管；

·第二种运行模式，在该运行模式下，这组驱动件使导子和/或导管自动地围绕其自身旋转；

其特征在于，该方法还包括：

·第三种运行模式，在该运行模式下，这组驱动件自动地并同时地平移移动导子和/或导管，并使导子和/或导管围绕其自身交替地按照一个方向和另一个方向旋转。

最好，在第三种运行模式下，这组驱动件同时平移移动导子和/或导管并使导子和/或导管围绕其自身交替地按照一个方向和另一个方向旋转，该方法的用户可以调节交替旋转的频率与平移速度之间的比率。根据用户的愿望和技能，能够改变交替旋转的频率与平移速度之间的比率，同时选择性地允许用户按照其自身速度前进，所述速度取决于用户认为适当的平移速度所遇到的难度。

最好，在第三种运行模式下，导子和/或导管平移前进的速度，比第一种运行模式下的速度慢，而导子和/或导管围绕其自身交替的旋转比在第二种运行模式下导子和/或导管围绕其自身的旋转快。因此，即使其代价是导管的导子每行进一毫米便消耗额外的能量，平移缓慢度上升加上交替旋转的频率提高，也使得穿过敏感区更加有效。

最好，导子是带弯曲尖端的金属丝，弯曲尖端沿着平行于金属丝的方向前进，同时在第三种运行模式下围绕金属丝的轴线旋转。因此，通过使金属丝的弯曲尖端恰当地定向，该金属丝的弯曲尖端有助于按照正确的方向引导导管的导子。

最好，导子的弯曲尖端在与弯曲尖端的长度相对应的一段距离上前进的过程中至少两次改变旋转方向，最好，至少改变四次旋转方向，乃至至少改变十次旋转方向更佳。因此，即使其代价是导管的导子每行进一毫米便消耗额外的能量，平移缓慢度上升加上交替旋转的频率提高也使得穿过敏感区更加有效。

最好，导子和/或导管在与5毫米(mm)长度相对应的一段距离上前进的过程中至少两次改变旋转方向，最好，至少改变四次旋转方向，乃至至少改变十次旋转方向更佳。因此，即使其代价是导管的导子每行进一毫米便消耗额外的能量，平移缓慢度上升加上交替旋转的频率提高也使得穿过敏感区更加有效。

最好，在第三种运行模式下，导子和/或导管改变旋转方向的频率至少为1赫兹(Hz)，最好至少为3Hz，甚至至少为10Hz更佳。

最好，在第三种运行模式下，导子和/或导管的平移速度不超过10毫米每秒(mm/s)，最好不超过3mm/s，甚至不超过1mm/s更佳。

最好，采用第三个实施例来穿过人体血液循环系统中某些叉状区域。具体而言，这第三种运行模式对于穿过人体血液循环系统的敏感区或艰难区特别有效。

最好，采用第三个实施例来穿过人体血液循环系统中某些病变区。具体而言，这第三种运行模式对于穿过人体血液循环系统的敏感区或艰难区特别有效。

在本发明的另一方面，仍然为了协助导子和/或导管穿过敏感区，提供一种机器人化方法，用于通过控制一组驱动件来驱动导管或导子，乃至驱动导管和导子，并包括：

·第一种运行模式，在该运行模式下，这组驱动件平移移动导子和/或导管；

·第二种运行模式，在该运行模式下，这组驱动件使导子和/或导管围绕其自身旋转；

其特征在于，该方法还包括：

·第三种运行模式，在该运行模式下，这组驱动件首先同时使导子和/或导管向前平移，其次使导子和/或导管按照相同的方向交替地围绕其自身旋转，随后停止如此旋转。

最好，在第三种运行模式下，所述旋转持续的时间长度小于所述停止的时间长度。

最好，在第三种运行模式下，所述旋转持续的时间范围是0.05秒(s)至0.2s，最好约为0.1s，所述停止持续的时间范围是0.3s至1s，最好约为0.5s，而且所述平移速度的范围是1mm/s至5mm/s，最好约为3mm/s。

在现有技术的机器人化模块中，无论在导管的医学领域或者在其它领域，将其运动传递到驱动件的驱动器都是通过各个驱动器与驱动件基块之间的各个界面传递该运动。

然而，在这些现有技术的机器人化模块中，界面位于驱动件基块外面，或者在驱动件基块的外围区域。

实现驱动器与驱动件基块之间的这些界面的结构相对比较简单。

然而，本发明的一个实施例已经发现了在这种情况下在驱动器与驱动件基块之间传递运动的可靠性问题。

具体而言，本发明该实施例揭示了，该可靠性问题源于界面定位中偏离中心的性质，因此导致力传递不平衡。

此外，每个驱动器只承受其自身方向的力，无需在一个或多个其它方向上承载一个或多个其它驱动器，就如在现有系统中会发生这种情况：因此大大降低了体积和重量。

这就是为什么本发明这个实施例提出要这样来设置界面，设置为使其交叉点位于驱动件基块中心区域，最好位于驱动件基块的重心处，因此能够以平衡的方式传递力，其结果是可靠地传递驱动器与驱动件基块之间的运动。本发明的这方面可以单独使用。

这意味着，界面需要位于驱动件基块内，这样使其结构相对更为复杂，但是在驱动器与驱动件基块之间传递运动的质量方面明显更加可靠。

把驱动件基块固定到驱动件，并相对于驱动件静止。

为此目的，在本发明这个实施例中，提供一种运动传递链，包括：

·元件的基块，用于驱动活动元件；

·三个驱动器，分别沿着三个彼此不同的平移方向，经由驱动件基块的三个各自界面来控制驱动件的基块；以及

其特征在于，三个界面中间表面区域的交叉点位于驱动件基块中心区域。

为此目的，在本发明这个实施例中，提供一种运动传递链，包括：

·元件的基块，用于驱动活动元件；

·三个驱动器，分别沿着三个彼此不同的平移方向，经由驱动件基块的三个各自界面来控制驱动件的基块；以及

其特征在于，三个界面大致为平面；

·这三个界面相对于彼此正交；

·这三个界面联锁在彼此之中。

在本发明这个实施例的优选实施方案中，还可以选择性地求助于下列设置中的一项或多项。

最好，三个平移方向彼此正交。

最好，三个界面大致为平面，这三个界面彼此正交，而且，这三个界面联锁在彼此之中。因此，三个界面可以通过相对比较简单且真正有效的方式集中在驱动件基块中心区域。

最好，三个界面是压板，分别传递三个驱动器的推力。平面形状的这些板能够针对相当小的总尺寸有效地传递来自驱动器的推力。

最好，第一块板具有相互正交的两个开口，分别让第二块板和第三块板在其中穿过，第二块板具有供第三块板在其中穿过的一个开口，第二块板的开口与第一块板的两个开口正交，而第三块板既不让第一块板在其中穿过，也不让第二块板在其中穿过。板相互联锁的这种方式，在结构上相对比较简单，同时保持有效。

最好，每个开口供板穿过时，都留有供其移动的空隙，该空隙，与板的驱动器穿过所述开口的行程相对应，该空隙大于穿过所述开口的板的厚度。具体而言，如果一个驱动器移动，那么驱动件基块必须只按照与移动的驱动器相对应的方向移动，而不是按照与保持固定不动的驱动器相对应的两个方向中任一方向移动。为此目的，这些空隙的存在能够彼此独立地传递来自每个不同驱动器的力。

最好，每块板都能够按照与由另外两块板的交叉点构成的线平行的方向平移移动。因此，很容易保持在驱动器之间成对正交的力的传递。

最好，每块板都通过两个杆连接到其驱动器，所述两个杆关于所述驱动器的第一轴线对称，最好通过四个杆连接，所述四个杆关于所述驱动器的推力轴线对称。因此，来自驱动器的力的传递很好地分布在相对应的板上。

最好，用静止的方式把驱动件基块固定到每个界面，以便任何一个界面的运动都自动地引起驱动件基块同样的运动。因此，界面与驱动件基块之间力的传递更直接。

最好，驱动件基块是立方体，所述立方体具有位于其中的三个界面。因此，驱动件基块的总体积相对比较小，然而，界面却完全包含在驱动件基块中。因此提高了整体紧实度。

最好，驱动件基块是立方体，所述立方体是通过把八个较小立方体组装在一起得到的，所述八个较小立方体组装在界面周围。这八个小立方体代表构成驱动件基块的立方体的子部分的最小数量，从而能够在一组三个相互联锁的界面周围组装立方体。

最好，每块板保持在一边上的四个较小立方体和在另一边上的另外四个较小立方体之间。驱动件基块因此完全对称和平衡。

最好，中心区域是驱动件基块的重心。驱动器与驱动件基块之间力的传递因此很平衡，因为界面相对于驱动件基块具有良好的对中性质。

最好，运动传递链包括由驱动件驱动的活动元件。

最好，所采用的材料是低摩擦材料，乃至是摩擦度极低的材料，以使联锁在彼此之中的界面能够容易地滑动。

在一个优选的但非排他性的应用中，活动元件是导管或者导管的导子，驱动件是夹到导管上或者导管的导子上的元件。

在一类实施例中，通过中间部把驱动器的运动传递到对应的一对驱动件上。驱动器控制着一对驱动件。中间部把驱动器的运动传递到这对驱动件，以便使这对驱动件的两个驱动件以相反的方向平移，同时保持这对驱动件的两个驱动件之间的距离基本不变，从而在把所述器械设置在这对驱动件的两个驱动件之间时，使细长柔性医疗器械围绕其自身旋转。至于驱动器的大幅度运动引起驱动件有限幅度的运动，该中间部的存在提供了较高的精确度。本发明的这方面可以单独使用。

最好，中间部是摇动装置，其把驱动器沿着第一个方向的平移，按照与第一个方向正交的第二个方向，转化为分别按照两个驱动件的相反方向的两个平移。方向如此改变使之更容易减小所传递的运动的幅度。

在第一个实施例中，摇动装置包括板，所述板连接到驱动器，并具有倾斜度相反的两个倾斜的椭圆孔，其中，至少两个分别连接到驱动件的凸耳滑动，与第二个方向相比，椭圆孔的倾斜度更接近第一个方向。这第一个实施例呈现了结构简洁性的优点。

在第二个实施例中，摇动装置包括板，所述板连接到驱动器并且具有倾斜度相对的两个倾斜的椭圆孔，其中，至少两个分别连接到驱动件的滚轴滑动，与第二个方向相比，椭圆孔的倾斜度更接近第一个方向。这第二个实施例用滚轴代替凸耳，呈现了磨损较轻、使用寿命较长的优点。

在第三个实施例中，摇动装置包括板，所述板连接到驱动器并且具有倾斜度相反的两个倾斜的斜轨，其中，至少两条分别连接到驱动件的滑轨滑动，与第二个方向相比，斜轨的倾斜度更接近第一个方向。这第三个实施例呈现了更加坚固的优点，因为斜轨与滑轨之间的接触面积更大。

在第三个实施例的第一个变体中，两条斜轨处于同一平面中，该平面平行于由第一个方向和第二个方向形成的平面。总尺寸较小。

在第三个实施例的第二个变体中，两条斜轨处于两个不同的平面中，所述平面垂直于由第一个方向和第二个方向形成的平面。进一步提高了坚固性，因为滑轨在斜轨上的重量作用在斜轨整个表面上，并且不像悬臂似的向外伸出。

在第四个实施例中，摇动装置围绕轴枢转，并且包括板，所述板连接到驱动器，并且具有倾斜度相同的倾斜椭圆孔，其中，分别连接到驱动器并连接到驱动件的至少三个凸耳或三个滚轴滑动，与第二个方向相比，椭圆孔的倾斜度更接近第一个方向，其中两个椭圆孔关于枢轴对称，并容纳分别连接到两个驱动件的凸耳或滚轴，，第三个椭圆孔比连接到驱动件的两个椭圆孔离枢轴更远，并且容纳连接到驱动器的凸耳或滚轴。

在第五个实施例中，摇动装置包括板，所述板连接到驱动器并且具有两个连杆和L形曲轴系统，两个L形曲轴朝相反的方向定向，曲轴L形的较小部分大体上顺着第一个方向，曲轴L形的较大部分大体上顺着第二个方向。

在第六个实施例中，摇动装置包括板，所述板一侧连接到驱动器，另一侧连接到连杆第一端，所述连杆第二端连接到第一根杆的第一端，所述第一根杆在其中心处在第一个椭圆孔中滑动，所述第一个椭圆孔位于杆的第一端，所述杆在其中心处枢转，而且，其第二端具有第二个椭圆孔，第二根杆的中心在所述第二个椭圆孔中滑动，椭圆孔平行于杆，两根杆的第二端分别连接到驱动件。

在第七个实施例中，摇动装置包括板，所述板连接到驱动器，并具有一个第一齿条、两个第二齿条、两个齿轮系统，所述第一齿条顺着第一个方向；所述两个第二齿条分别连接到驱动件，并顺着第二个方向，而且其有齿部分面对彼此；所述两个齿轮系统位于第一齿条与相应的两个第二齿条之间，每个齿轮系统都包括与第一齿条啮合的较大齿轮以及与第二齿条之一啮合的较小齿轮。这第四个实施例呈现了结构简洁性的优点。这第七个实施例呈现了缩小体积的优点。

在本发明的另一方面，作这样的设置，把力从驱动器传递到驱动件基块不会导致在该驱动器的方向分配其它驱动器的运动。这方面可单独使用。也可以与本文中整体所述的本发明任何其它方面相结合地来使用。

最好，提供一种机器人化模块，用于驱动细长柔性医疗器械，其特征在于，它包括运动传递链，该运动传递链包括：

·驱动件的基块，用于驱动细长柔性医疗器械；

·两个驱动器，分别沿着两个彼此不同的平移方向，经由两个与驱动件基块交界的各自界面来控制驱动件的基块；以及

其特征在于，两个界面分别允许基块按照与另一个界面相关联的方向，相对于其驱动器自由移动。

最好，还提供一种机器人化模块，用于驱动细长柔性医疗器械，其特征在于，它包括运动传递链，该运动传递链包括：

·驱动件的基块，用于驱动细长柔性医疗器械；

·三个驱动器，分别沿着三个彼此不同的平移方向，经由与驱动件基块交界的三个各自界面来控制驱动件的基块；以及

其特征在于，三个界面各允许基块能够在两个方向相对于其驱动器自由移动，所述两个方向分别与另外两个界面相关联。

此外，每个驱动器只承受其自身方向的力，无需在一个或多个其它方向上承载一个或多个其它驱动器，就如在现有系统中会发生这种情况：因此大大降低了体积和重量。

把驱动件基块固定到驱动件，并相对于驱动件静止。

例如，当驱动器X向的界面在X向传递力时，基块相对于Y向和Z向的驱动器在X向自由移动，因此不妨碍或干扰Y向和Z向的驱动器。

例如，当驱动器Y向的界面在Y向传递力时，基块相对于X向和Z向的驱动器在Y向自由移动，因此不妨碍或干扰X向和Z向的驱动器。

例如，当驱动器Z向的界面在Z向传递力时，基块相对于Y向和X向的驱动器在Z向自由移动，因此不妨碍或干扰Y向和X向的驱动器。

最好，两个或三个平移方向彼此正交。

最好，两个或三个界面之中至少一个界面位于基块内，最好其中至少两个界面位于基块内，乃至其中三个界面全部位于基块内更佳。这样能够提高力从驱动器向基块传输的对中性，并且还提高了机器人化模块的精确度和可靠性。

最好，基块的形式为立方体。

最好，界面材料的摩擦足够低，以便所述自由运动完全顺畅。

同样可以单独使用这方面，不受细长柔性医疗器械影响，也就是关于任何类型的活动元件的使用。

因此提供驱动活动元件的一种机器人化模块，其特征在于，它包括运动传递链，该运动传递链包括：

·元件的基块，用于驱动活动元件；

·两个驱动器，分别沿着两个彼此不同的平移方向，经由与驱动件基块交界的两个各自界面来控制驱动件的基块；以及

·其特征在于，两个界面分别允许基块能够在与另一界面相关联的方向相对于其驱动器自由移动。

还提供驱动活动元件的一种机器人化模块，其特征在于，它包括运动传递链，包括：

·元件的基块，用于驱动活动元件；

·三个驱动器，分别沿着三个彼此不同的平移方向，经由与驱动件基块交界的三个各自界面来控制驱动件的基块；以及

其特征在于，三个界面各允许基块能够在两个方向相对于其驱动器自由移动，所述两个方向分别与另外两个界面相对应。

把驱动件基块固定到驱动件，并相对于驱动件静止。

最好，两个或三个平移方向彼此正交。

最好，两个或三个界面之中至少一个界面位于基块内，最好其中至少两个界面位于基块内，乃至其中三个界面全部位于基块内更佳。

最好，基块为立方体形式。

最好，界面材料的摩擦足够低，以便所述自由运动完全顺畅。

附图说明

从以下对以非限制性实例给出的本发明实施例的描述，结合附图，本发明的其它特征和优点显而易见。

在附图中：

·图1a是机器人动脉造影装置的一幅图解侧视图；

·图1b是一部分图1a的一幅平面图；

·图2是图1a和图1b的装置中所用的机器人的一幅图解平面图；

·图3a-3b-3c是显示待驱动的运动件的模式的示意图；

·图4和图5是驱动驱动件的运动简图；

·图6是处于其自由结构的驱动器模块的一部分的图解透视图；

·图7a至图7e是简化图，显示了在一个实施例中，驱动导管平移的一个周期；

·图8a至图8e是简化图，显示了在一个实施例中驱动导管旋转的一个周期；

·图9a至图9f是简化图，显示了在一个实施例中，驱动导管平移的一个周期；

·图10是一幅简化图，阐释了曲轴模式；

·图11-12-13是其它图，阐释了待驱动的移动件的模式；

·图14a是驱动器系统的一个实施例的一幅透视图；

·图14b是图14a的一幅详细视图；

·图15是在一个实施例中驱动平移的一个实例的一幅运动图；

·图16a是实例驱动器的X Z平面内的一幅平面视图；

·图16b和图16c是穿过图16a中实例驱动器的X Z平面的两个不同平面内的两个截面；

·图17是二维驱动器系统的一幅平面视图；

·图18a至图18m是简化图，显示了在一个实施例中细长柔性医疗器械的“曲轴”模式下的一部分驱动周期；

·图19是立方体另一个实施例的一幅透视图，所述立方体把三个驱动器的运动传递到驱动件；

·图20是立方体另一个实施例的另一幅透视图，所述立方体把三个驱动器的运动传递到驱动件；

·图21是立方体另一个实施例的另一幅透视图，所述立方体把三个驱动器的运动传递到驱动件。该图与上一幅图相似，但是在该图中，组件显示为组装的形式，而不是部件分解图的形式显示的组件；

·图22是立方体另一个实施例的另一幅透视图，所述立方体把三个驱动器的运动传递到驱动件；

·图23是立方体另一个实施例的另一幅透视图，所述立方体把三个驱动器的运动传递到驱动件；

·图24是界面交叉点及联锁的一个实施例的一幅透视图，所述界面在驱动器和驱动件基块之间，首先是驱动器，其次是驱动件基块；

·图25是驱动件基块的一个实施例的一幅透视图；

·图26是界面与驱动件基块之间组件的一个实施例的一幅透视图，首先是界面，其次是驱动件基块；

·图27是界面与驱动件基块之间组件的一个实施例的另一幅透视图，首先是界面，其次是驱动件基块；以及

·图28至图35显示了中间部，该中间部把驱动器的运动传递到受该驱动器控制的这对驱动件。

在各图中，用相同的标号指代相同或相似的元件。

具体实施方式

图1a是显示动脉造影装置1的一幅图。把动脉造影装置1分为两个不同位置，即手术室2和控制室3。控制室3可接近手术室2，仅通过不透X射线的壁4将其分开，或者可远离手术室2。手术室2与控制室3内的设备以功能性的方式、无线地或者通过网络等方式彼此相连。

手术室2包括容纳患者6的手术台5。手术室2还可以包括医用成像仪7，尤其是X射线成像仪，成像仪包括施置在患者两侧的源头8和检测器9，其可能相对于患者可移动。

动脉造影装置1包括位于手术室2中的机器人10。

动脉造影装置1具有设置在控制室3中的控制站11。控制站11适合远程控制机器人10。动脉造影装置1还可以包括设置在控制室3中的、成像仪7的一个或多个遥控器12，与成像仪7连通，从而远程地控制成像仪。动脉造影装置1还可以包括屏幕13，其设置在控制室3中，与成像仪7连通，用于在控制室3中实时地显示通过成像仪7采集的图像。

机器人10可包括适合容纳细长柔性医疗器械15的容器14，所述细长柔性医疗器械15用于引入患者体内。举例来说，细长柔性医疗器械15可以是待引入患者脉络的装置，并在所述脉络中移动，具体而言所述脉络是患者的动脉或静脉，通过Desilet导管引入器提供进入患者体内的通路。具体而言，细长柔性医疗器械可以是导管。在一个变体中，细长柔性医疗器械可以是导管的导子。导子的横截面直径通常小于导管横截面直径，通常所述导管接近患者的部分是空心的，乃至其整个长度都是空心的，所以导子可以在导管内移动，具体而言是在患者体内。导子还可以包括弯曲端部，下文将对此进行更详细的说明。

机器人10可具有用于驱动细长柔性医疗器械15的驱动模块16。可以从控制站11控制驱动模块16，从而以至少一个自由度相对于患者驱动细长柔性医疗器械，下文将对此进行详细说明。驱动模块可包括通信单元17，其提供与控制站11的界面连接。如有必要，机器人10可包括从手术室2内控制机器人的本地控制单元18。

还应该注意，为了在室内操作，在控制室3中可用的所有控制装置和回路在手术室2中也可用，例如，用于查看成像仪7采集的图像的成像仪的控制装置19和屏幕20。

中空细长柔性医疗器械15可连接到连接器56，所述连接器能够注射造影剂，所述造影剂有助于使细长柔性医疗器械内部成像。动脉造影装可包括连接到连接器56的造影剂注射器57，由位于控制室3内的控制装置58对其进行控制。控制造影剂注射器的控制装置59也可以局部地呈现在手术室2中。

如图2中可见，通过纯粹说明性的方式更详细地显示了容纳导管15'的容器14。容器14的作用是把导管15'保持在适于储存它的介质中。驱动模块16适合驱动导管15'。在这个实例中，规定容器14还容纳导子15”。容器14的作用是把导子15”保持在适于储存它的介质中。驱动模块16'适合驱动导子15”。根据用途，驱动模块16和16'可以相同或不同。在适当情况下，可以按照下文展示的其中一个实施例。在所述实例中，可将导子15”在导管后端15'b插入导管15'，并可从导管前端15'a突出，如图所示。

下面，用标号15用来指代导子15”或者导管15'，或者更广泛地指代插入患者体内的细长柔性医疗器械。举例来说，可以指介入导管。这种介入导管的直径可小于导管，所以可以在患者体内在导管中共轴地引导所述介入导管，而且可以是空心的，以便在患者体内的导子上对其进行引导。

图3a显示了当前系统中可设想的不同自由度。可见导子15”前端15”a相对于导子的主纵轴略弯，并从导管15'前端15'a内出来。导管15'可经受两种不同的运动：

·沿其纵轴的平移运动；以及

·围绕其纵轴的旋转。

可以按照一个方向或另一个方向产生这些运动。在适当情况下，导管15'可经受上述两种简单运动的组合运动。

在适当情况下，导管15'可经受两种组合运动，该运动按照不同的组合把上述两种简单运动相结合。

上文关于导管所述的内容同样也适用于导子。

在某些情况下，导管本身具有一个弯曲端部，或者使其能够按照与导子相同的原理导航，或者便于在具有特定曲率的解剖部位定位。

图3b显示了患者的一条动脉21，其具有主血管22以及从主血管起延伸的两个分支23a和23b。图3a显示了细长柔性医疗器械15(具体而言，导子15”)在用虚线表示的内缩位置与用实线表示的前移位置之间的平移运动。在图3c中，在同样的动脉中，可见细长柔性医疗器械15在用虚线表示的第一位置与用实线表示的第二位置之间旋转，在所述第一位置，细长柔性医疗器械准备经受朝着分支23a的方向的平移移动，在所述第二位置，细长柔性医疗器械准备经受朝着分支23b的方向的平移移动。

可由驱动件利用上述一项或多项运动来驱动细长柔性医疗器械。所述驱动件可成对设置。

图11、图12和图13显示了与第一种运行模式和第二种运行模式相对应的平移运动和旋转运动。

现在参考图3d至图3f，对第三种运行模式进行说明。

导管的导子15”及其弯曲端部15”a沿着导子15”平移移动T，与此同时，使导管的导子15”及其弯曲端部15”a同时围绕导管的导子15”a的轴线经受交替旋转R。

三幅图3d、图3e和图3f显示了交替旋转R过程中处于不同角定位位置的弯曲端部15”a。

平移T的速度相对较慢，而交替旋转R的频率相对较高。把缓慢平移与同时快速旋转相结合类型的这第三种运行模式，使导管的导子15”a能够很容易地穿过人体血液循环系统的敏感区或艰难区。正是在平移的短行程内快速旋转的特征使之能够无障碍地穿过脆弱区，并且没有挂住患者血管壁的风险。

在一个实施例中，可由驱动器来驱动指定的驱动件。

参考图4，下文对沿着单独一个方向Z驱动的驱动件24进行说明。驱动件24包括垂直于Z轴的驱动面25。驱动器26具有驱动器杆27，所述驱动器杆一端27a朝Z向作用在驱动面25上。驱动件24可沿着Y向自由移动，而不失去与驱动杆27的接触。驱动杆27的末端27a朝Y向相对于驱动面25滑动。举例来说，规定把驱动杆27固定到支架28上，所述支架朝Y向可滑动地安装在轨道29上，所述轨道29固定到驱动件24上。

在这种情况下，如果驱动件24的驱动面25朝Y向移动，则不会引起支架28的运动，因此也不会引起驱动器26的运动。如果驱动器的末端27a沿着Z向向下移动(图4)，则沿着Z向向下引起驱动件24的运动。最好对支架28相对于驱动件24朝Y向的行进范围进行限定，以便在行进范围的每个位置处，驱动杆的末端27a都保持与驱动件24的驱动面25啮合。

关于图4中的向下运动，驱动器26相对于静止参照物延长就足够了。对于向上运动，其缩短就足够了。

如图5中可见，可以复制上述机构，以使驱动件24能够在整个X Y平面中自由移动，并且使之只能够朝Z向驱动。图4所示机构因此与图5中所示机构的第一阶段相对应，其第二阶段使之能够朝Z向，而不是朝X向驱动驱动件。为此目的，可求助于一种支架28'，该支架能够沿着X轴相对于驱动件24沿着轨道29'移动，并承载连杆27'，所述连杆与连接到轨道29的中间表面协作。

在这种情况下：

·沿着Z向缩短驱动器26，使驱动件24沿着Z向向上移动；

·沿着Z向延长驱动器26，使驱动件24能够沿着Z向向下移动；

·沿着X向移动驱动件24不会引起任何其它运动；以及

·沿着Y向移动驱动件24使支架28'沿着Y向相对于支架28移动。

图5中所示的驱动系统55使之能够按照单一Z向驱动驱动件24，只要支架28和28'不离开相关轨道即可。

例如，驱动系统55可以以电磁驱动器或压电驱动器为基础。

可以设置相似的驱动系统55'沿着单一X向来驱动驱动件24。为此目的，围绕Y轴使图5所示的系统旋转90°就足够了，然后把该系统的轨道29'固定到垂直于X轴的驱动件24的驱动面31。

可以设置相似的驱动系统沿着单一Y向来驱动驱动件24。为此目的，围绕X轴使图5所示的系统旋转90°就足够了，然后把该系统的轨道29'固定到垂直于Y轴的驱动件24的驱动面32。

在另一个实施例中，两个支架的原理可由一个组件200(见图16)代替，所述组件是由界面部分201构成的，例如界面部分为圆柱形，夹在两个板202a和202b之间，板本身相互固定，例如，通过两部分203a和203b固定，板202a和202b的两个内表面204a和204b之间的距离大致等于界面部分201的厚度。为了使驱动器26的杆27通过，在板202a中形成一个开口205，例如大体为矩形或正方形的开口。驱动器26沿着Z轴动作会引起驱动件24的驱动面25沿着Z轴相应地移动，所述驱动面固定到板202b。同时，可沿着X轴和Y轴自由移动组件200，驱动器26相对于这两个轴保持固定不动。为了使界面部分21与组件200之间进行这种相对滑动，界面部分201必须能够以尽可能小的摩擦力在表面204a和204b上滑动。为此目的，可能采用摩擦系数非常低的材料。举例来说，但并非仅限于此，界面部分201可由铝制成，部分202a和202b可由含有聚四氟乙烯(PTFE)的塑料制成。

为了不再仅围绕一个轴，而是围绕两个轴X和Z驱动驱动件24，同时采用两个驱动器26x和26z(见图17)，沿着Z向放置驱动器26a，沿着X向放置驱动器26x。驱动器26z的驱动轴经由杆27a连接到界面部分201。驱动器26x的驱动轴经由杆27a'连接到界面部分201'。驱动器的杆27b和27b'相对于系统的底座静止。通过组件200固定住界面部分201。通过组件200'固定住界面部分201'。板204把组件200和200'和固定在一起。驱动件24固定在板204上，位于与组件200和板204之间的接触面相对的表面上。

在这种情况下，驱动器26z沿着其工作轴Z的运动引起驱动面沿着同一个轴Z的相应运动。同时，这引起组件200'相对于界面部分201'滑动，该界面部分201'保持静止。相应地，驱动器26x沿着其X轴的运动引起驱动件24沿着X轴的相应运动，使界面部分201保持静止。最后，驱动器26z和26x同时运动引起驱动件沿着方向X和Z的组合运动。

用立方体204'代替板204，并且设置由三个组件固定的三个驱动器26x、26y和26z，沿着两个轴运动的上述原理便可以外推到三维空间的三个维度，所述三个组件固定在立方体204的三个相邻表面上，驱动件24放在另三个表面之中任何一个表面上。通过各个杆固定到系统底座的三个驱动器，可以把其各个杆27沿着每个相关方向的任何运动传递到驱动面24，由此重现这些运动，无论所述运动是连续的或者是同步的，都是如此。因此，驱动件可占据由三维空间中的三个窗口界定的任何(X，Y，Z)位置，并且可以遵循任何轨迹，不过，其表面的定向保持不变。由驱动器26x、26y和26z的最大行程、开口维度以及界面部分的维度同时界定其运动范围。无论细长柔性医疗器械在什么位置，因此总是能够在紧急情况下将其从机器人化模块移除。

下面参考图14a和图14b对一个实用的实施例进行说明。

因此对一种驱动系统进行说明，该驱动系统用于沿着三维空间中的三个独立方向驱动驱动棘爪。

在图6中，可见第一个实施例中的驱动模块131。该驱动模块131适合驱动在纵向X延伸的细长柔性医疗器械15。应该观察到，驱动模块131处的纵向X未必与细长柔性医疗器械15末端处的X向相同，但是细长柔性医疗器械15在驱动模块131中沿着/围绕纵向X的平移运动和/或旋转运动，引起细长柔性医疗器械15在其末端分别沿着/围绕其纵向平移和/或旋转。

驱动模块131具有底座132以及至少一个驱动件24，其相对于底座132可移动地进行安装。举例来说，如上文参考图5所释，相对于底座132可移动地安装驱动件24。

在所示的实例中，驱动模块131进一步包括第二个驱动件24'。驱动件24与第二个驱动件24'一起构成一对驱动件33，在下文中所述驱动件24也称为第一个驱动件。一对驱动件33包括两个驱动件，这两个驱动件共同协作，相对于底座132产生细长柔性医疗器械15的运动。在所述实例中，相对于底座132可移动地安装第二个驱动件24'。举例来说，如上文参考图5所释，相对于底座132可移动地安装第二个驱动件24'。

第一个驱动件24和第二个驱动件24'配成对地进行同步运动。例如，可个别地控制第一个驱动件和第二个驱动件24和24'，不受彼此影响，但是各自的控制信号是同步的。在一个变体中，可以设置共用控制信号，通过其控制系统之间的机械连接或电子连接把共用控制信号同时分配给第一个驱动件和第二个驱动件24和24'。

每个驱动件24、24'都具有各自的驱动面34、34'。细长柔性医疗器械15设置在同一对驱动件24和24'的驱动面34和34'之间。为了澄清观点，在Y向将驱动面34和34'彼此隔开。

这对驱动件24、24'可处于自由结构，如图6所示，处于所述自由结构时，这对驱动件33的驱动件24、24'的驱动面34、34'不与细长柔性医疗器械15啮合。

这对驱动件33可处于驱动结构，处于驱动结构时，这对驱动件的驱动面34和34'与待驱动的细长柔性医疗器械15啮合。举例来说，处于该结构时，由驱动件施加到细长柔性医疗器械上的力约为数牛顿(例如5N至30N)的量级。举例来说，可以布置上述控制装置，以使这对驱动件回到自由结构，因此使之能够提供一项安全功能，例如，在电源故障的情况下。

为了使这对驱动件33交替地处于自由结构和驱动结构，可以控制两个驱动件24和24'朝向彼此的相对运动。举例来说，该运动可以是其中一个驱动件24相对于底座的运动，另一个驱动件保持固定。在一个变体中，驱动件24和24'可同时朝彼此相对于底座移动。

在这个实例中，规定沿着Y向运动。

在所述实施例中，两个驱动件24和24'可以按照一个自由度相对于底座移动。该自由度与使驱动件能够交替地处于自由结构和驱动结构的那个自由度不同。尤其是规定驱动件24和24'处于其驱动结构时能够以一个自由度相对于底座移动。因此，驱动件处于其驱动结构时按照一个自由度的运动产生细长柔性医疗器械相对于底座132的运动。

下面参考图7a至图7e对一个实例进行更详细的说明。该实例描述细长柔性医疗器械朝其纵向X产生的平移运动。

图7a中所示的起始位置与上文所述的图6中的位置相对应。首先，离开图7a所示的自由结构，以便进入驱动结构(图7b)。在这个实例中，通过两个驱动件沿着Y向按相反的方向移动来实现这一点。该运动的幅度可取决于待驱动的细长柔性医疗器械15。直径小于导管直径的导子需要的运动幅度会大于导管从相同起始位置开始的运动幅度。

处于驱动结构时，沿着纵向X在第一个方向按照相同的方向引起驱动件的同步运动，因此引起细长柔性医疗器械15的相同运动(图7c)。

举例来说，为了从图7c所示的驱动结构转变为自由结构(图7d)，使两个驱动件按照相反的方向沿着Y向移动，其方向与驱动件从驱动结构转变为自由结构时所采用的方向相反。

处于自由结构时，选择性地按照与第一个方向相反的第二个方向在纵向X引起驱动件按照相同方向的同步运动，由此不引起细长柔性医疗器械15的运动(图7e)。这样回到起始结构。

可以按照循环受控的方式重复上述步骤，以便引起细长柔性医疗器械在较长行程(例如，约为几米)内沿着纵向X按第一个方向平移。

通过与上文所述顺序相反的顺序操作，可以实现细长柔性医疗器械在较长行程内按照第二个方向或相反的方向在纵向X的运动。

循环的频率是可以调整和控制的。尤其是，在把细长柔性医疗器械插入患者体内时，可以规定较低频率，乃至多个低频率等级，特别是为了能够在艰难环境中缓慢地导航，例如，为了撤回乃至紧急撤回。每个周期的运动幅度也是可以调整的。

对于平移而言，可以设想速度在0.1mm/s至200mm/s的范围内。

参考图8a至图8e更详细地对一个实例进行说明。该实例描述细长柔性医疗器械围绕其纵向X产生的旋转运动。

图8a所示的起始位置与上文所述的图6中的位置相对应。首先，系统从图8a所示的自由结构转变为驱动结构(图8b)。在这个实例中，通过两个驱动件沿着Y向按照相反的方向运动来实现这一点。这与上文参考图7a和图7b所述的内容相同。

处于驱动结构时，使驱动件沿着Z向按照相反方向同时移动，所述Z向相对于纵向X横着延伸，而且与Y向不同，由此引起细长柔性医疗器械15(图8c)围绕纵向X的旋转运动。尤其是，细长柔性医疗器械在驱动件24和24'的驱动面34和34'上滚动，最好没有滑动。在一个变体中，可能只移动一个驱动件，另一个驱动件保持静止固定。

系统从图8c所示的驱动结构转变为自由结构(图8d)。举例来说，可以沿着Y向按相反的方向移动两个驱动件来实现这一点，其方向与把驱动件从驱动结构转变为自由结构的方向相反。

处于自由结构时，选择性地沿着Z向引起驱动件的同步运动，与上文参考图8c所述的运动相反，由此不引起细长柔性医疗器械15的运动(图8e)。这样回到起始结构。

可以按照循环受控的方式重复上述步骤，以便引起细长柔性医疗器械在较长行程(例如，360°的数倍)内围绕纵向X按第一个方向旋转。

通过与上文所述顺序相反的顺序操作，可以实现细长柔性医疗器械在较长行程内按照与第一个方向相反的第二个方向，围绕纵向X旋转运动。

在上述说明中，可以通过成像来监测柔性医疗器械的自由端在患者体内的旋转度数。然而，在一个变体中，或者此外，还可以试图监测在上游，也就是在驱动模块处施加到柔性医疗器械的旋转幅度。这依赖于要知晓细长柔性医疗器械穿过驱动件24和24'处的直径。具体而言，针对驱动件的指定运动，细长柔性医疗器械的旋转角度取决于细长柔性医疗器械的直径与驱动件行程之间的比率。该直径可预定义并将其保存在控制站11。在所讨论的类型指定其直径的情况下，提前通知控制站11所采用的导管类型就足够了。在一个变体中，还可以现场检测细长柔性医疗器械的直径。如果每个驱动件的自由结构都构成一个参考位置，例如，则可以利用驱动器上的编码系统发现处于驱动结构的驱动件的位置，所述编码系统与每个驱动件相关联，并且使驱动件能够从其自由结构移动到其驱动结构。

知晓了处于驱动结构的两个驱动件的位置，并且知晓处于其自由结构的驱动面34和34'之间的间隔，则可以确定处于驱动结构的两个驱动面之间的间隔，并因此确定细长柔性医疗器械的直径。

这些已知信息也可以用于检测撤回细长柔性医疗器械的运动结束。具体而言，在使细长柔性医疗器械撤回的同时，如果随时间推移控制站11检测到直径突然改变，则很可能意味着已经把细长柔性医疗器械从患者体内，乃至从模块中完全撤出了。随后检测的直径可为零，或者，举例来说，如果导子随后在两个驱动件之间延伸，那么随后检测的直径则为导子的直径。

还可以控制处于驱动结构的细长柔性医疗器械的夹紧力。

具体而言，处于驱动结构时，施加到驱动器的电流与施加到细长柔性医疗器械的夹紧力成比例。因此，知道了该电流便可以确定施加到导管的夹紧力。实际上，在控制站11可以为驱动器提供各种电流设定点，占据可接受的夹紧力的范围，超出该范围，则会有细长柔性医疗器械滑动脱离啮合的风险，或者由于驱动件施加过大的机械应力而损坏细长柔性医疗器械的风险。

可以针对施加到导管的任何运动，不仅限于上述旋转运动，可使细长柔性医疗器械的夹紧力处于控制之下。

可以针对使导管移动的方式确定细长柔性医疗器械的直径，所述方式不同于当前所述的循环重复的控制信号。

因此，不受当前所述的循环重复的控制信号影响，可以看到另一个发明涉及到驱动细长柔性医疗器械的一种机器人化模块，包括：

·底座132；

·一对33驱动件24、24'，分别具有驱动面34、34'，至少通过一个驱动器26使这对33驱动件24、24'处于驱动结构，处于驱动结构时，这对33驱动件24、24’的驱动面34、34'与待驱动的细长柔性医疗器械啮合，并设置在其两侧上；

根据第一位置和第二位置之间的自由度，相对于底座132可移动地安装这对33驱动件24、24'；

·控制构件18、11适合对涉及驱动器26的典型信号做出响应，以便控制(例如，按循环重复的方式)处于驱动结构的这对33驱动件24、24’相对于底座132从第一位置移动到第二位置的运动，因此相对于底座132驱动细长柔性医疗器械。

尤其是，涉及驱动器的典型信号的作用是确定驱动面34、34'之间的间隔，控制构件18、11控制这对33驱动件34、34'相对于驱动件24、24'的底座132的运动，所述运动是通过所述间隔确定的，因此驱动细长柔性医疗器械相对于底座132的幅度受控制的旋转。

尤其是，涉及驱动器的典型信号使之能够把施加到细长柔性医疗器械的夹紧力控制在可接受的夹紧力范围内。

在上述两个实施例中，对有序运动进行了说明，在所述有序运动过程中，驱动件按照一个方向的运动结束之后，另一次运动开始之前，有一段等待。

然而，假设通过独立的方式利用如上所述的三个驱动系统55、55'、55”，可以通过不同自由度单独驱动驱动件，则可以按照两个自由度实现驱动件的同步运动。例如，把驱动件从图8c的位置移动到图8e的位置可包括一个中间阶段，该中间阶段介于第一阶段和第二阶段之间，第一阶段是单纯移动分开，第二阶段是单纯返回初始位置，在所述中间阶段，把这两个运动相组合。在图8d的位置与图8b的位置之间，也可以设想一个类似的中间阶段，该中间阶段介于单纯返回初始位置的阶段与单纯移动到一起的阶段之间。用这种方式继续进行，便可能不再有单纯回到初始位置的阶段，单纯隔开的阶段以及纯移动到一起的阶段了，其条件是没有干扰细长柔性医疗器械运动的风险。

此外，虽然参考图7a 7e描述了细长柔性医疗器械的单独的单纯平移运动，并参考图8a 8e描述了单纯的旋转运动，但是可以替代地把这两种运动相组合。在处于啮合结构时，把驱动件适当的运动相组合以同时引起平移和旋转便足够了。

上述实例具有单独一对驱动件。

在一个变体中，可规定多对驱动件。例如，按照说明的方式，可有两对驱动件。第二对33'的驱动件24”和24”'可与第一对的驱动件相似，尤其是，因此可具有驱动面34”、34”'，并且是按照与第一对驱动件相似的实施方式从远程控制站11，乃至从本地控制单元18被驱动的。第一对33和第二对33'驱动件可以沿着细长柔性医疗器械的纵轴X彼此偏置。在第一个实例中，处于其自由结构时，两对33、33'可以共面，换言之，它们可以面对这两对共用的底座132设置。在一个变体中，每对的底座132和132'可以是独立的，乃至非共面的。

可以同步驱动两对。例如，驱动两对会引起这两对相同的同步运动。

在一个变体中，可以用同步的方式驱动两对，以便产生协调的偏移运动。换言之，第一对33可处于驱动结构，而另一对处于自由结构，反之亦然。例如，总有至少一对可处于驱动结构。在每个指定时刻，这可以是第一对、第二对，乃至同时为两对。这种结构使之能够提高细长柔性医疗器械的保持。具体而言，在摩擦患者解剖部位的同时，移动细长柔性医疗器械时，必须能够确保将其充分地保持住，以便克服运动的局部阻力。在细长柔性医疗器械光滑的情况下，这更加困难，例如，因为将其保持在溶液中。

举例来说，在图9a至图9f中，列出了关于平移驱动模式的一个实例。在各图中，用“+”号表示随着时间推移固定不动的参照物。图9a至图9e中所示的第一对的运动在上文参考图7a至图7e已经进行说明了。图9f显示了与图9b相同的位置，运动是循环的。

图9b至图9f显示了第二对33'的一个周期中的运动。所述运动相对于第一对的运动不协调，图9d显示的第二对的位置与图9b中所示的第一对的位置相对应，以此类推。

将两对隔开，以避免发生任何碰撞，尤其是如图9e中所示，其中，第二对经受按照细长柔性医疗器械的向前方向的运动，且其中，第一对经受反向的运动。

举例来说，图9a显示的状态可为初始状态，在该初始状态下，使两对的位置都离细长柔性医疗器械有一定距离。当系统进入运行时，以移相的方式操作第一对，随后操作第二对。

这种实施方案应用到除平移运动之外的其它运动。这种实施方案应用到两对以上。在这种情况下，若适当，各对可以都相对于彼此相互地移相，或者某些对可互相同相。

图15说明了使两对33和33'同步的一个具体实例。参考第一对33对下面的周期进行说明，应理解，这对33'处于其反相位。

·步骤0：加速而达到目标速度。

·步骤1：一旦达到速度，便保持在恒定水平，并发出夹紧命令，从而在步骤2开始时实现有效夹紧；同时，第二对33'仍处于全速，使夹紧力开始起作用。

·步骤2：施加夹紧力，而且速度保持不变。

·步骤3：继续夹紧，而且速度保持不变；此时，第二对33'接收松开夹紧命令，所述松开命令在一定延迟(总体上，与系统的机械和电子响应时间有关)过后，在步骤4开始时变得有效；总之，可以认为，有一段时间被两对同时驱动，这段时间在步骤2开始时开始，在步骤4开始时结束。

·步骤3：继续保持夹紧和恒速。

·步骤4：继续保持夹紧和恒速；在这阶段，第二对33'回到其原始位置，并在其原始位置静止等待；该等待时间可以根据平移和旋转的速度设定值变化，也可以根据总周期的时间变化。

·步骤5：继续保持夹紧和恒速；第二对33'达到其周期的开端，也就是相当于第一对33的步骤0。

·步骤6：继续保持夹紧和恒速；第二对33'结束其加速，并达到恒速阶段的开端(相当于第一对33的步骤1)。

·步骤7：继续保持夹紧和恒速；对第二对33'而言，夹紧变得有效。

·步骤8：在保持恒速的同时，发出松开夹紧的命令；在松开命令变得有效之前，必须有一定的延迟，因此在整个延迟过程中有必要以恒速继续进行。

·步骤9：对于后续周期，可认为松开现在有效，并且发出命令，返回初始位置，一旦完成返回，这对便在初始位置等待，直到下一个周期开始。

在利用至少两对驱动件来检测细长柔性医疗器械的直径时，如果两对驱动运动的作用是确定不同的直径，则可以检测到撤回细长柔性医疗器械的步骤已经结束了。在上游对仍检测到在其驱动件之间存在细长柔性医疗器械，而下游对不再检测到所述细长柔性医疗器械(只检测导子或者什么都不检测)时，则发生这种情况。如果无需用下游驱动件来驱动导子，那么如此检测则使之能够停止操作下游驱动件。此外且独立地，如有必要，如此检测使之能够停止完全撤回细长柔性医疗器械，因此，在适用的情况下，使之能够再次把细长柔性医疗器械插入患者体内，而无需人工干预，使细长柔性医疗器械重新啮合在驱动模块中。

在上述实施例中，驱动件关于细长柔性医疗器械的大体中面对称地布置。

然而，在一个变体中，驱动件可以安装成使其相对于底座132移动，从而使细长柔性医疗器械侧向局部地相对其自然纵轴X'转移。自然纵轴X'定义为由细长柔性医疗器械自然占据的纵轴，而驱动装置24不在所述纵轴上产生任何作用。，处于啮合机构时，致使驱动件24和24'同时按照相同的方向沿着横向(Y轴或Z轴，或者这两个轴的组合)相对于自然纵轴处的啮合结构移动，这种侧向位移才为可能。

在适用的情况下，如果采用多个驱动件，可将其设置为啮合结构，其相对于自然纵轴的侧向偏距不同。然后可以执行“曲轴”型驱动。

图18a是与图10的结构相对应的一幅前视图，位于图10中所示的第一对驱动件24和24'的平面内。该平面中的细长柔性医疗器械15是用实线绘制的。第二对驱动件的平面中的细长柔性医疗器械的位置是用虚线绘制的。为了继续进行说明(图18a至图18m)，实线或虚线的同样准则适用于处于驱动结构的第二对驱动件。

图18a至图18m表明了如何执行该模式。像图10那样，一前一后显示了两对驱动件。位于后面的这对(24”，24”')用虚线绘制。用两部分的形式两次显示了细长柔性医疗器械，第一对(前景中)中的一部分304用实线绘制，第二对驱动件(背景中)中的另一部分用虚线绘制：

·18a：初始位置；

·18b：转移到右边的第一对；

·18c：在图18a中，第一对(24、24')的重心描绘了围绕由细长柔性医疗器械界定的轴形成的圆弧形状。同时，两对都朝Z向平移移动，每个驱动件都按照与同一对中另一个驱动件相反的方向移动。对于第一对(24、24')的每个驱动件而言，因此可见，所循的路径是直线路径和圆形路径的向量和。结果，得到两条上升曲线，然而，驱动件24的曲线300的曲率半径小于驱动件24'的曲线301的曲率半径。这一点与下面的事实有关：驱动件24的路径是大致向上定向的圆弧加上向下定向的直线路径的总和，所述圆弧与细长柔性医疗器械的路径302相同，所述直线路径与驱动件24”的路径303相同；

·18d：第一对回到原始位置，以便再次沿着直线引导细长柔性医疗器械；

·18e：松开对第一对的夹紧，保持夹紧第二对；

·18f：第一对的两个驱动件都沿着Z向按照相反的反向移动，从而获得最终位置Z，所述位置Z相对于细长柔性医疗器械与初始位置对称；

·18g：夹紧第一对；

·18h：松开对第二对的夹紧，同时保持夹紧第一对；

·18i：等同于第一对的18f，朝Z向移动第二对；

·18j：夹紧第二对；

·18k：把第一对驱动器返回到18c的最终位置；

·18l：与18c相似地移动，但是圆弧不同(应该观察到，仍然可以利用相同的圆弧，而不是利用形成一个完整的圆圈的一系列圆弧，如在此所示)；

·18m：第一对返回到18d中的位置；以及

·等等。

上述实施方案是两个驱动件运动的非限制性组合实施方案的图形展示，所述两个驱动件是单独一对中的两个驱动件，通过两个自由度相结合，通过两个不同的自由度执行同一对中两个驱动件的连续运动，并且组合两独立对的驱动件的实施方案。

下面参考图14a和图14b对这种系统的一个实用的实施例进行说明。仅通过阐释驱动系统的一个具体实施例，提供该实施例。

图14a包括四个驱动系统共用的静止的底座132。每个驱动系统控制各个驱动件(未显示)的运动，所述驱动件固定到各自立方体60、60'、60”、60”'。立方体60、60'、60”、60”'分别与图9a中的驱动件24、24'、24”、24”'相对应，其定向大体相同。

因此，仅对一个立方体的操作进行说明。举例来说，参考立方体60”。立方体60”与三个驱动器26x、26y和26z(不可见，但是与驱动器26x和26y完全相同，位于底座132下面)有关。把驱动器26y用于朝Y向移动立方体60”，同时使立方体60”能够在一定运动范围内，相对于驱动器26y按照X向和Z向移动。

如图14b中可见，驱动器26y的一端固定到直径较大的盘61上。该盘61位于狭槽62中，所述狭槽62设置在立方体60”以及与其固定的板63之间。尤其是，狭槽62的厚度与盘61的厚度相对应，所以盘的一个表面61a与立方体60”接触，相反的表面61b与板63接触。

臂64穿过在板63中形成的窗口65。窗口65的形状使得盘61无法通过窗口65从狭槽62漏出。窗口65界定了立方体朝Y向和Z向相对于驱动器26y运动的范围。

其它驱动器按其各自定向，呈现相似的结构。

因此，在驱动器26y延伸过程中，盘61朝Y向推挤立方体60”，并使其按照该方向移动。当驱动器26y收缩时，盘61朝Y向拉动板63，并使与之固定的立方体60”按照该方向移动。在由窗口确定的运动范围内，确定所述运动，所述窗口在与驱动器26x和26z相关的板中。

当另一个驱动器，例如，驱动器26x，通过相同的方式引起立方体60”朝X向运动时，该运动可能在由窗口65的X向的维度确定的限度内(与该实施例中驱动器26z相关的板也是一样)。

图19是立方体另一个实施例的一幅透视图，所述立方体把三个驱动器的运动传递到驱动件。

立方体60仍具有同样的三个驱动器26x、26y和26z，所述驱动器分别沿着方向X、Y和Z起作用。用双头箭头分别代表驱动器26x、26y和26z的作用。驱动器26y和26z与立方体60之间的两个界面设置在立方体60的外面上，与上述实施例一样。其中一个界面，即驱动器26x与立方体60之间的界面，按照同样原理运行，但是相比之下，其设置在立方体60内，因此使得由这些界面构成的组件以及立方体60更加紧凑。该界面包括板63'，所述板因此设置在立方体60内，面对立方体60的内壁66'。在立方体60不包含驱动器界面的一个表面上，固定了触摸端部块650。可以用静止的方式把该端部块650固定到它所承载的，参考图6所述的驱动件24上。

图20是立方体另一个实施例的另一幅透视图，所述立方体把三个驱动器的运动传递到驱动件。

更详细地，对驱动器，尤其是驱动器26y的外部界面之一而言，可见盘60和臂64形成模座，臂64穿过板63中的窗口65。盘61按照与上述实施例相似的方式在狭槽62中移动。在分解图中显示了组件。

驱动器26x的内部界面及其板63'按照相似的方式运行，但是其盘61在板63'的平面中的运动发生在立方体60的内壁66'与狭槽62'中的板63'之间。例如，同上，垂直于立方体60内壁66'的表面和/或板63'的表面的盘61的推力能使立方体60只沿着X轴移动。

图21是立方体另一个实施例的另一幅透视图，所述立方体把三个驱动器的运动传递到驱动件。该图与上图类似，但是在该图中显示的组件是组装在一起的，而不再是部件分解图。

图22是立方体另一个实施例的一幅透视图，所述立方体把三个驱动器的运动传递到驱动件。

立方体60的操作与上述实施例相似，但是其结构不同。具体而言，用十字叉67代替盘61。压片模座的这个十字叉形67的作用是使力更好地分布在立方体60上，并限制堵塞。衬圈凸耳69使十字叉67在其四个分支的末端处向立方体60内部延伸。另一个十字叉68位于立方体60的外壁与十字叉67之间，该十字叉68的分支设置在十字叉67的分支之间。举例来说，驱动器推挤十字叉67中心，该中心反过来通过其四个衬圈凸耳69推动立方体60，从而把推力分散在立方体60的整个表面上。

图23是立方体另一个实施例的另一幅透视图，所述立方体把三个驱动器的运动传递到驱动件。从另一面看立方体60。立方体60也承载触摸端部块650，该触摸端部块也固定并固紧到参考图6所述的驱动件24。在这个实施例中，同样，在一个变体中，可将一个驱动器界面设置在立方体60中，与前一个实施例一样。

图24是驱动器与驱动件基块之间的界面交叉与联锁的一个实施例的一幅透视图。

三个驱动器610、620和630在三个相互正交的方向X、Y和Z施加力。

驱动器610通过四根杆611在Y向施加力，所述四根杆611推挤第一压板612的四个角，所述第一压板612构成驱动器610与驱动件基块之间的界面。第一块板612具有供第二块板622穿过的第一开口613，由此第二块板构成驱动器620与驱动件基块之间的界面。这第一开口613在X向具有空隙，从而容纳驱动器620以及相关第二块板622在X向的行程，而不移动第一块板612。第一块板612具有供第三块板632穿过的第二开口614，所述第三块板632构成驱动器630与驱动件基块之间的界面。这第二开口614在Z向具有空隙，从而容纳驱动器630以及相关第三块板632沿着Z向的行程，而不移动第一块板612。

驱动器620通过四根杆621沿着X向施加力，所述四根杆621推挤第二压板622的四个角，所述第二压板622构成驱动器620与驱动件基块之间的界面。第二块板622具有供第三块板632穿过的第三开口623，所述第三块板632构成驱动器630与驱动件基块之间的界面。这第三开口623在Z向具有空隙，从而容纳驱动器630以及相关第三块板632在Z向的行程，而不移动第二块板622。

驱动器630通过四根杆631在Z向施加力，所述四根杆631推挤第二压板622的四个角，所述第二压板622构成驱动器630与驱动件基块之间的界面。第三块板632没有任何开口。

图25是驱动件基块一个实施例的一幅透视图。

驱动件基块包含一个立方体640，该立方体640可以是图14a中的任何一个立方体60、60'、60”或60”'。该立方体640包括八个小立方体641，所述八个小立方体641在立方体640的八个顶点组装在一起。实际上，小立方体641只是小立方体的各部分，只占据三个面。小立方体641的某些面具有圆形开口643，而小立方体641的其余面具有椭圆开口642。圆形开口643，像椭圆开口642一样，用于容纳各个板612、622和632的杆611、621和631。

图26是一个实施例的一幅透视图，表明了如何使界面与驱动件基块组装在一起。

各个板612、622和632的杆611、621和631或多或少地可以穿透到各个开口642和643中，因此使板612、622和632能够分别按照方向Y、X和Z移动立方体640。板612、622和632推或拉共同构成立方体640的小立方体641。

图27是把界面与驱动件基块组装在一起的一个实施例的另一幅透视图。

从这个角度看，小立方体641没有任何开口，而是只有一个触摸端部块650。该端部块650可以通过固定静止的方式承载参考图6所述的驱动件24。

在下面的图28至图35中，可见中间部，该中间部把驱动器的运动传递到受该驱动器控制的这对驱动件。所示中间部把驱动件的运动传递到这对驱动件，以便使这对驱动件的两个驱动件以相反的方向平移，同时保持这对驱动件的两个驱动件之间的距离基本不变，从而在把所述器械设置在这对驱动件的两个驱动件之间时，使细长柔性医疗器械围绕其自身旋转。中间部是摇动装置，该摇动装置通常把驱动器在第一个方向的平移按照与第一个方向正交的第二个方向转化为分别按照两个驱动件的相反方向的两个平移。在所有这些图中，双头箭头H代表两个方向(去与回)的水平平移，而双头箭头V代表两个方向(去与回)的垂直平移。水平方向与垂直方向是相对于图的定向而言的，与驱动器和驱动件的实际方向无关。

在图28中，摇动装置包括板700，所述板连接到驱动器，并因此呈现倾斜度相反的两个椭圆孔701和702，而且，在其中滑动的至少两个凸耳703和704分别通过各个杆705和706连接到驱动件，与垂直方向相比，椭圆孔701和702的倾斜度更接近水平方向。关于图中的定向，当位于左侧的驱动器把板700推向右侧时，杆705向上移动，而杆706向下移动；而当驱动器把板700推向左侧时，杆706向上移动，而杆705向下移动。

在图29中，摇动装置包括板700，所述板连接到驱动器，并呈现倾斜度相反的两个椭圆孔701和702，至少两对滚轴在其中滑动，第一对滚轴707和708与第二对滚轴709和710分别通过各个杆705和706连接到驱动件，与垂直方向相比，椭圆孔701和702的倾斜度更接近水平方向。关于图中的定向，当位于左侧的驱动器把板700推向右侧时，杆705向上移动，而杆706向下移动；当驱动器把板700推向左侧时，杆706向上移动，而杆705向下移动。

在图30中，摇动装置包括板716，所述板连接到驱动器711，并且呈现倾斜度相反的两个倾斜的斜轨714和715，在其中滑动的至少两个滑轨714'和715'分别连接到驱动件，与垂直方向相比，斜轨714和715的倾斜度更接近水平方向。两条斜轨714和715处于同一个平面内，该平面平行于由水平方向和垂直方向形成的平面。关于图中的定向，当位于左侧的驱动器711把板716推向右侧时，它在固定到基块718上的斜轨717中滑动，杆712向上移动，而杆713向下移动，通过各个导子719和720垂直地引导杆712和713；当驱动器711把板716推向左侧时，杆713向上移动，而杆712向下移动。

在图31中，摇动装置包括板716，所述板连接到驱动器711，并且呈现倾斜度相反的两个倾斜的斜轨723和724，在其中滑动的至少两个滑轨725和726分别连接到驱动件，与垂直方向相比，斜轨723和724的倾斜度更接近水平方向。两条斜轨723和724处于不同平面内，所述平面垂直于由水平方向以及垂直方向形成的平面。关于图中的定向，当位于左侧的驱动器711把板716推向右侧时，板在固定到基块718上的斜轨717中滑动，杆721向上移动，而杆722向下移动，通过各个导子719和720垂直地引导杆721和722；当驱动器711把板716推向左侧时，杆722向上移动，而杆721向下移动。每根杆721和722基本上都是由两个相互正交的部分构成的。

在图32中，摇动装置安装成使其围绕轴740枢转，并且包括板730，所述板连接到驱动器，并且呈现倾斜度相同的三个斜轨734、735和736，至少三个凸耳737、738和739在其中滑动并分别连接到驱动器和驱动件，与垂直方向相比，椭圆孔734、735和736的倾斜度更接近水平方向，其中两个椭圆孔735和736关于枢轴740对称布置，并容纳凸耳738和739，所述凸耳分别连接到两个驱动件，第三个椭圆孔734比连接到驱动件的两个椭圆孔738和739离枢轴740更远，而且第三个椭圆孔734容纳连接到驱动器的凸耳737。当驱动器的杆731向下移动时，第一个驱动件的杆732向下移动，而第二个驱动件的杆733向上移动。当驱动器的杆731向上移动时，第一个驱动件的杆732向上移动，而第二个驱动件的杆733向下移动。

在图33中，摇动装置包括板751，所述板连接到驱动器741，并呈现两个连杆和曲轴系统743&748和744&749，其中，曲轴748和749为L形，并朝相反的方向定向，每个曲轴748和749的L形的较小部分大体上在水平方向延伸，曲轴748和749的L形的较大部分大体上在垂直方向延伸。连杆743和744分别连接到两个驱动件。关于图中的定向，当位于左侧的驱动器741推动连杆742时，其本身驱动杆750使得L形曲轴748和749在其L形的弯曲处摇动，连杆743在固定到板751的斜轨746中向上移动，而连杆744在固定到板751的斜轨747中向下移动。相反，当位于左侧的驱动器741拉动连杆742时，其本身驱动杆750使得L形曲轴748和749在其L形的弯曲处摇动，连杆743在固定到板751上的斜轨746中向下移动，而连杆744在固定到板751的斜轨747中向上移动。

在图34中，摇动装置包括板752，所述板一侧连接到驱动器，另一侧连接到连杆753的第一端762，所述连杆753的第二端763连接到第一根杆756的第一端763，所述第一根杆756在其中心760处在第一个椭圆孔758中滑动，所述第一个椭圆孔758位于杆754的第一端，所述杆在其中心755处枢转，而且，其第二端呈现第二个椭圆孔759，第二根杆757的中心761在所述第二个椭圆孔中滑动，椭圆孔758和759平行于杆754，两根杆756和757的第二端764和765分别连接到驱动件。关于图中的定向，当位于左侧的驱动器推动板752时，连杆753使第一根杆756向上移动，因此按顺时针方向围绕其枢轴755摇动杆754，因此使第二根杆757向下移动。相反，当位于左侧的驱动器拉动板752时，连杆753向下移动第一根杆756，因此按逆时针方向围绕其枢轴755摇动杆754，由此使第二根杆757上升。

在图35中，摇动装置包括板770，所述板连接到驱动器并在水平方向呈现第一齿条771、两个第二齿条772和773以及两个齿轮系统，所述两个第二齿条772和773分别连接到驱动件并通过其彼此面对的有齿部分在垂直方向延伸，所述两个齿轮系统位于第一齿条771以及各个第二齿条772和773之间，每个齿轮系统都包括与第一齿条771啮合的大齿轮776或777以及分别与其中一个第二齿条772或773啮合的小齿轮774或775。大齿轮776和小齿轮774位于相同轴778上。大齿轮777和小齿轮775位于相同轴779上。关于图中的定向，当位于左侧的驱动器推动板770时，因此把第一齿条771推向右侧，由此使得大齿轮776和777按顺时针方向转动，因此也按顺时针方向转动两个小齿轮774和775，因此使得第二齿条772向上移动，使第二齿条773向下移动，所以驱动杆780向上运动，驱动杆781向下运动，两根杆780和781连接到各个驱动件。相反，当位于左侧的驱动器拉动板770时，因此向左拉动第一齿条771，由此使得大齿轮776和777按逆时针方向转动，还使得小齿轮774和775也按逆时针方向转动，因此使第二齿条772向下移动，使第二齿条773向上移动，所以使杆780向下移动，使杆781向上移动。

Claims (22)

1.用于驱动细长柔性医疗器械的机器人化模块，包括：

- 底座（132），

- 一对（33）驱动件（24、24'），分别具有一个驱动面（34、34'），这对（33）驱动件（24、24'）适于可交替地处于驱动结构和自由结构，处于所述驱动结构时，这对（33）驱动件（24、24'）的所述驱动面（34、34'）与待驱动的细长柔性医疗器械啮合并且设置在其两侧，处于自由结构时，这对（33）驱动件（24、24'）的所述驱动面（34、34'）不与细长柔性医疗器械啮合，

根据第一位置和第二位置之间的自由度，这对（33）驱动件（24、24'）相对于所述底座（132）可移动地安装，

- 控制构件（18、11），适合以循环重复的方式控制处于驱动结构的这对（33）驱动件（24、24'）相对于所述底座（132）从第一位置移动到第二位置的运动，因此相对于所述底座（132）驱动所述细长柔性医疗器械，并且控制处于自由结构的这对（33）驱动件（24、24'）相对于所述底座（132）从第二位置移动到第一位置的运动，而不相对于所述底座驱动所述细长柔性医疗器械,

其中，第一位置和第二位置之间的自由度是第一个自由度，其中，还根据第二个自由度相对于底座（132）可移动地安装这对（33）驱动件（24、24’），所述第二个自由度与在第一位置和第二位置之间的第一个自由度不同，

控制构件（18、11）适合以循环重复的方式控制处于驱动结构的驱动件（24、24’）相对于底座（132）从第一位置移动到第三位置的运动，因此相对于底座（132）驱动细长柔性医疗器械，并且控制处于自由结构的驱动件（24、24’）相对于底座（132）从第三位置移动到第一位置的运动，而不相对于底座（132）驱动细长柔性医疗器械,

并且其中，驱动件（24、24’）沿着横切细长柔性医疗器械局部纵向（X）的横向（Z），以相反的方向，相对于底座（132）的平移，适合使细长柔性医疗器械能够在驱动面（34、34’） 上围绕细长柔性医疗器械局部纵向（X）滚动。

2.根据权利要求1所述的机器人化模块，其特征在于，驱动件（24、24’）相对于底座（132）从第一位置移动到第二位置的运动包括下列运动的组合：

-驱动件（24、24’）沿着与细长柔性医疗器械的局部纵向（X）平行的方向，相对于底座（132）的平移，

-驱动件（24、24’）沿着横切细长柔性医疗器械局部纵向（X）的横向（Z），以相反的方向，相对于底座（132）的平移，

-驱动件（24、24’）沿着横切细长柔性医疗器械局部纵向（X）的横向（Z），以相同的方向，相对于底座（132）的平移，

-驱动件（24、24’）沿着横切所述横向（Z）和细长柔性医疗器械局部纵向（X）的另一个横向（Y），以相同的方向，相对于底座（132）的平移。

3.根据权利要求2所述的机器人化模块，其特征在于，平移中的一项、两项或三项组合是无效的。

4.根据权利要求1所述的机器人化模块，其特征在于，驱动件（24、24’）相对于底座（132）从第一位置移动到第二位置的运动以及驱动件（24、24’）相对于底座（132）从第一位置移动到第三位置的运动包括从以下平移中选择的两种不同组合：

-驱动件（24、24’）沿着平行于细长柔性医疗器械局部纵向（X）的方向，相对于底座（132）的平移，

-驱动件（24、24’）沿着横切细长柔性医疗器械局部纵向（X）的横向（Z），以相反的方向，相对于底座（132）的平移，

-驱动件（24、24’）沿着横切细长柔性医疗器械局部纵向（X）的横向（Z），以相同的方向，相对于底座（132）的平移，

-驱动件（24、24’）沿着横切所述横向(Z)和细长柔性医疗器械局部纵向（X）的另一个横向（Y），以相同的方向，相对于底座（132）的平移。

5.根据权利要求1所述的机器人化模块，其特征在于，通过驱动件（24、24’）相对于底座（132）的相对运动，使这对（33）驱动件（24、24’）从其自由结构安置到其驱动结构，而且，更可取的是，其中，第一位置和第二位置界定第一个自由度，其中，还根据从自由结构到驱动结构的第三自由度，相对于底座可移动地安装这对驱动件。

6.根据权利要求1所述的机器人化模块，其特征在于，底座（132）是第一个底座，这对（33）驱动件（24、24’）是第一对驱动件，机器人化模块进一步包括：

-第二个底座（132’），

-第二对（33’）驱动件（24’’、24’’’），分别具有一个驱动面（34’’、34’’’），第二对（33’）驱动件（24’’、24’’’）适合交替地处于驱动结构和自由结构，处于驱动结构时，第二对（33’）驱动件（24’’、24’’’）的驱动面（34’’、34’’’）与待驱动的细长柔性医疗器械啮合，并设置其两侧，处于自由结构时，第二对（33’）驱动件（24’’、24’’’）的驱动面（34’’、34’’’）不与细长柔性医疗器械啮合，

根据第一位置和第二位置之间的自由度，相对于第二个底座（132’）可移动地安装第二对（33’）驱动件（24’’、24’’’），

-控制构件（18、11）还适合以循环重复的方式控制处于驱动结构的第二对（33’）驱动件（24’’、24’’’）相对于底座（132’）从第一位置移动到第二位置的运动，因此相对于第二个底座（132’）驱动细长柔性医疗器械，并且控制处于自由结构的第二对（33’）驱动件（24’’、24’’’）相对于第二个底座（132’）从第二位置移动到第一位置的运动，而不相对于第二个底座（32’）驱动细长柔性医疗器械。

7.根据权利要求6所述的机器人化模块，其特征在于，第一个底座（132）和第二个底座（132’） 刚性连接或共用。

8.根据权利要求6所述的机器人化模块，其特征在于，控制构件（18、11）适合以同步的方式控制第一对驱动件和第二对驱动件的移动。

9.根据权利要求8所述的机器人化模块，其特征在于，控制构件（18、11）适合使第一对驱动件和第二对驱动件同时处于驱动结构，和/或，其中，控制构件（18、11）适合使第一对驱动件和第二对驱动件同时处于自由结构，和/或，其中，控制构件（18、11）适合同时使第一对驱动件和第二对驱动件在一种情况下处于驱动结构，而在另一种情况下处于自由结构。

10.根据权利要求1所述的机器人化模块，其特征在于，它包括运动传动链，所述运动传动链包括：

-驱动件（24、24’）的基块（640），用于驱动活动元件（15’、15’’），

-三个驱动器（610、620、630），分别沿着三个各不相同的平移方向（Y，X，Z），通过与驱动件（24、24’）基块（640）的三个界面（612、622、632），控制驱动件（24、24’）的基块（640），

其特征还在于，三个界面（612、622、632）中间表面区域的交叉点位于驱动件（24、24’）基块（640）的中部区域。

11.根据权利要求10所述的机器人化模块，其特征在于：

-三个界面（612、622、632）大致为平面，

-这三个界面（612、622、632）相对于彼此正交，

-这三个界面（612、622、632）联锁在彼此之中。

12.根据权利要求1所述的机器人化模块，其特征在于，它还至少包括：

-驱动器（711、741），其控制一对驱动件，

-中间部，其把驱动器（711、741）的运动传递到这对驱动件，以便按照相反的方向平移这对驱动件的两个驱动件，与此同时保持这对驱动件的两个驱动件之间的距离基本不变，以便在将所述细长柔性医疗器械设置在这对驱动件的两个驱动件之间时，使所述细长柔性医疗器械围绕其自身旋转。

13.根据权利要求12所述的机器人化模块，其特征在于：

-中间部是摇动装置，把驱动器（711、741）沿着第一个方向（H）的平移按照与第一个方向（H）正交的第二个方向（V）转化为分别按照两个驱动件的相反方向的两个平移。

14.根据权利要求13所述的机器人化模块，其特征在于：

-摇动装置包括板（700），所述板连接到驱动器，并且具有倾斜度相反的两个倾斜的椭圆孔（701、702），分别连接到驱动件的至少两个凸耳（703、704）在所述椭圆孔（701、702）中滑动，与第二个方向（V）相比，椭圆孔（701、702）的倾斜度更接近第一个方向（H）。

15.根据权利要求13所述的机器人化模块，其特征在于：

-摇动装置包括板（700），所述板连接到驱动器，并且具有倾斜度相反的两个倾斜的椭圆孔（701、702），分别连接到驱动件的至少两个滚轴（707、708、709、710）在所述椭圆孔（701、702）中滑动，与第二个方向（V）相比，椭圆孔（701、702）的倾斜度更接近第一个方向（H）。

16.根据权利要求13所述的机器人化模块，其特征在于：

-摇动装置包括板（716），所述板连接到驱动器（711），并且具有倾斜度相反的两个倾斜的斜轨（714、715），分别连接到驱动件的至少两条滑轨（714’、715’）在所述斜轨（714、715）中滑动，与第二个方向（V）相比，斜轨（714、715）的倾斜度更接近第一个方向（H）。

17.根据权利要求16所述的机器人化模块，其特征在于：

-两条斜轨（714、715）处于同一平面中，该平面平行于由第一个方向（H）和第二个方向（V）形成的平面。

18.根据权利要求16所述的机器人化模块，其特征在于：

-两条斜轨（723、724）处于两个不同的平面中，所述平面垂直于由第一个方向（H）和第二个方向（V）形成的平面。

19.根据权利要求13所述的机器人化模块，其特征在于：

-摇动装置围绕枢轴（740）枢转，并且包括连接到驱动器的板（730），所述板并且具有倾斜度相同的倾斜椭圆孔（734、735、736），分别连接到驱动器和驱动件的至少三个凸耳（737、738、739）或三个滚轴在所述倾斜椭圆孔（734、735、736）中滑动，与第二个方向（V）相比，椭圆孔（734、735、736）的倾斜度更接近第一个方向（H），其中两个椭圆孔（735、736）关于枢轴（740）对称地布置，并容纳分别连接到驱动件的凸耳（738、739）中的两个或滚轴中的两个，第三个椭圆孔（734）比连接到驱动件的两个椭圆孔（735、736）离枢轴（740）更远，并且容纳连接到驱动器的凸耳（737）中的一个或滚轴中的一个。

20.根据权利要求13所述的机器人化模块，其特征在于：

-摇动装置包括板（751），所述板连接到驱动器（741），并且具有两个连杆（743、744）和L形曲轴（748、749）系统，两个L形曲轴（748、749）朝相反的方向定向，曲轴（748、749）L形的较小部分大体上顺着第一个方向（H），曲轴（748、749）L形的较大部分大体上顺着第二个方向（V）。

21.根据权利要求13所述的机器人化模块，其特征在于：

-摇动装置包括板（752），所述板一侧连接到驱动器，另一侧连接到连杆（753）的第一端（762），连杆（753）第二端（763）连接到第一根杆（756）的第一端（763），所述第一根杆（756）在其中心（760）处在第一个椭圆孔（758）中滑动，所述第一个椭圆孔（758）位于杆（754）的第一端，所述杆（754）在其中心（755）处枢转，而且，其第二端具有第二个椭圆孔（759），其中，第二根杆（757）的中心（761）在所述第二个椭圆孔（759）中滑动，所述第一个椭圆孔（758）和所述第二个椭圆孔（759）平行于所述杆（754），所述第一根杆（756）和所述第二根杆（757）的第二端（764、765）分别连接到驱动件。

22.根据权利要求13所述的机器人化模块，其特征在于：

-摇动装置包括板（770），所述板连接到驱动器，并具有一个第一齿条（771）、两个第二齿条（772、773）、两个齿轮系统，所述第一齿条顺着第一个方向（H）；所述两个第二齿条分别连接到驱动件，并顺着第二个方向（V），而且其有齿部分面对彼此；所述两个齿轮系统位于第一齿条（771）与两个第二齿条（772、773）之间，每个齿轮系统都包括与第一齿条（771）啮合的较大齿轮（776、777）以及与第二齿条（772、773）之一啮合的较小齿轮（774、775）。

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