CN107771063B - 机器人外科手术组件 - Google Patents

Abstract

一种外科手术组件包括机电仪器和仪器驱动单元。机电仪器包括壳体部分和轴。仪器驱动单元包括外壳、内毂、第一马达和第二马达。外壳被构造成选择性地联接到机器人臂。内毂可旋转地设置在外壳内并被构造成不可旋转地联接到机电仪器的壳体部分。第二马达设置在外壳内并包括固定地联接到外壳的外定子，以及可旋转地设置在外定子内的内转子。内转子具有限定纵向通道的内表面，所述纵向通道具有不可旋转地设置在其中的内毂。第二马达的致动使内毂旋转，以实现机电仪器沿着其纵向轴线的旋转。

Description

机器人外科手术组件

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年6月19日提交的美国临时专利申请号62/181,817的权益和优先权，其全部公开内容以引用方式并入本文中。

背景技术

机器人外科手术系统已经用于微创医疗手术中。一些机器人外科手术系统包括支撑外科手术机器人臂的控制台和具有安装到机器人臂的至少一个端部执行器(例如手术钳或抓握工具)的外科手术仪器。机器人臂为外科手术仪器的操作和移动提供机械动力。每个机器人臂可以包括可操作地连接到外科手术仪器的仪器驱动单元。

手动外科手术仪器通常包括用于致动外科手术仪器的功能的手柄组件。然而，当使用机器人外科手术系统时，通常不存在手柄组件来致动端部执行器的功能。因此，为了将每个独特的外科手术仪器与机器人外科手术系统结合使用，使用仪器驱动单元来与所选择的外科手术仪器连接以驱动外科手术仪器的操作。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种与机器人臂结合使用并选择性地连接到机器人臂的外科手术组件。外科手术组件包括机电仪器和仪器驱动单元。外科手术仪器包括壳体部分和轴。壳体部分在其中支撑从动部件。轴具有近端和远端。轴的近端由壳体部分支撑，并且远端具有可操作地联接到从动部件的端部执行器。仪器驱动单元包括外壳、内毂、第一马达和第二马达。外壳被构造成选择性地联接到机器人臂。内毂可旋转地设置在外壳内并被构造成不可旋转地联接到机电仪器的壳体部分。第一马达设置在外壳内并被构造成可操作地联接到机电仪器的从动部件。第二马达设置在外壳内并包括外定子和内转子。外定子固定地联接到外壳，并且内转子可旋转地设置在外定子内。内转子具有限定纵向通道的内表面，该纵向通道具有不可旋转地设置在其中的内毂。第二马达的致动使内毂旋转，以实现机电仪器沿着其纵向轴线的旋转。

在一些实施例中，仪器驱动单元可以进一步包括外毂，该外毂设置在内转子与内毂之间使得外毂将内转子的旋转运动传递到内毂。仪器驱动单元可以进一步包括可旋转地设置在外壳内的内壳。内壳可以具有联接到内毂的近端和被构造成联接到机电仪器的近端的远端，使得内壳将内毂的旋转运动传递到机电仪器。

可以设想的是，外科手术组件进一步包括具有第一部分和第二部分的滑动件。滑动件的第一部分可以被构造成可移动地连接到机器人臂，并且滑动件的第二部分可以被构造成用于连接到仪器驱动单元。

可以设想的是，仪器驱动单元的远端可以限定阴配合特征部，并且机电仪器的壳体部分的近端可以限定阳配合特征部。壳体部分的阳配合特征部可以被构造成与仪器驱动单元的阴配合特征部不可旋转地接合。

在一些方面，壳体部分可以进一步包括输入驱动联接器，该输入驱动联接器被构造成驱动地联接到仪器驱动单元的第一马达。

在一些实施例中，仪器驱动单元的外壳可以是透明的。

可以设想的是，外科手术组件可以进一步包括延伸穿过内转子的纵向通道的电线。电线可以被配置成将电力传输到第一马达。

在本发明的另一方面中，提供了一种机器人外科手术系统。机器人外科手术系统包括外科手术机器人臂、滑动件、机电仪器和仪器驱动单元。滑动件具有第一部分和第二部分。滑动件的第一部分被构造成可移动地连接到外科手术机器人臂，并且第二部分被构造成连接到仪器驱动单元。外科手术仪器包括壳体部分和轴。壳体部分在其中支撑从动部件。轴具有近端和远端。轴的近端由壳体部分支撑，并且远端具有可操作地联接到从动部件的端部执行器。仪器驱动单元包括外壳、内毂、第一马达和第二马达。外壳被构造成选择性地联接到机器人臂。内毂可旋转地设置在外壳内并被构造成不可旋转地联接到机电仪器的壳体部分。第一马达设置在外壳内并被构造成可操作地联接到机电仪器的从动部件。第二马达设置在外壳内并包括外定子和内转子。外定子固定地联接到外壳，并且内转子可旋转地设置在外定子内。内转子具有限定纵向通道的内表面，该纵向通道具有不可旋转地设置在其中的内毂。第二马达的致动使内毂旋转，以实现机电仪器沿着其纵向轴线的旋转。

在一些实施例中，外科手术机器人臂可以包括限定纵向轴线的轨道。滑动件可以沿着轨道的纵向轴线移动。

下面参考附图更详细地描述本发明的示例性实施例的更多细节和方面。

如本文所使用，术语平行和垂直应理解为包括相对于真正平行和真正垂直基本上平行且基本上垂直高达大约+或－10度的相对构型。

附图说明

本文参考附图描述本发明的实施例，其中：

图1是根据本发明的包括外科手术组件的机器人外科手术系统的示意图；

图2是图1的外科手术组件的透视图，该外科手术组件包括附接到外科手术机器人臂的滑动件以及与机电仪器分离的仪器驱动单元；

图3是沿着图2中的线3-3截取的示出了空芯马达的零件的仪器驱动单元的横截面图。

图4是图3的仪器驱动单元的局部放大图，其中移除了零件并示出了空芯马达和内毂的部件；以及

图5是图2的仪器驱动单元的反馈组件的各部件的俯视横截面图。

具体实施方式

参考附图详细描述目前公开的外科手术组件的实施例及其方法，该外科手术组件包括用于驱动机电仪器的操作的仪器驱动单元，其中在若干视图的每个视图中，相同的附图标记表示相同或对应的元件。如本文所使用，术语“远侧”是指离使用者较远的机器人外科手术系统、外科手术组件或其部件的那部分，而术语“近侧”是指更接近使用者的机器人外科手术系统、外科手术组件或其部件的那部分。

如将在下面详细描述，提供了一种被构造成附接到外科手术机器人臂的外科手术组件。外科手术组件包括仪器驱动单元，该仪器驱动单元具有被构造成使机电仪器围绕其纵向轴线旋转的空芯马达。此外，提供了一种反馈组件，该反馈组件被配置成确定和调节机电仪器围绕其纵向轴线的旋转程度。

首先参考图1和图2，外科手术系统，诸如例如机器人外科手术系统1通常包括多个外科手术机器人臂2、3，该外科手术机器人臂具有仪器驱动单元100和可移除地附接到其上的机电仪器10；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，该显示装置特别设置为显示三维图像；以及手动输入装置7、8，例如外科医生的人员(未示出)能够通过该手动输入装置以第一操作模式远程操纵机器人臂2、3，这对于熟悉本领域的技术人员而言原则上是已知的。每个机器人臂2、3可以由多个通过接头连接的部件组成。机器人臂2、3可以由连接到控制装置4的电驱动器(未示出)驱动。控制装置4(例如，计算机)被设置为特别通过计算机程序来启动驱动器，该启动方式使得机器人臂2、3、附接的仪器驱动单元20以及因此机电仪器10(包括机电端部执行器12)根据通过手动输入装置7、8定义的运动来执行期望的运动。控制装置4也可以以调节机器人臂2、3和/或驱动器的运动的方式进行设置。

机器人外科手术系统1被构造成用于躺在外科手术台“ST”上的患者“P”，以通过外科手术仪器例如机电仪器10以微创方式进行治疗。机器人外科手术系统1还可以包括多于两个的机器人臂2、3，以同样方式连接到控制装置4并且可以通过操作控制台5进行远程操纵的附加机器人臂。外科手术仪器例如机电外科手术仪器10(包括机电端部执行器12，图2)也可以附接到附加机器人臂。

控制装置4可以控制多个马达，例如马达(马达1...n)，其中每个马达被构造成驱动机器人臂2、3在多个方向上的运动。此外，控制装置4可以控制多个第一马达M1-M4(图3)和第二马达，诸如例如空芯马达(图3和图4)，该第一马达设置在仪器驱动单元100内，该仪器驱动单元驱动机电仪器10的端部执行器12(图2)的各种操作，该第二马达被构造成驱动机电仪器10沿着其纵向轴线“X”的相对旋转，如将在下面详细描述。在实施例中，每个马达可被构造成致动驱动杆或杠杆臂以实现机电仪器10的每个机电端部执行器12的操作和/或运动。在一些实施例中，第二马达并非空芯马达，第二马达取而代之是一种可操作地联接到仪器驱动单元100的一侧以使仪器驱动单元围绕纵向轴线“X”旋转的马达，诸如例如罐式马达等。

对于机器人外科手术系统的构造和操作的详细讨论，可以参考2011年11月3日提交的题为《医疗工作站(Medical Workstation)》的美国专利申请公开号2012/0116416，其全部内容以引用方式并入本文中。

继续参考图1和图2，机器人外科手术系统1包括外科手术组件30，该手术组件包括与机器人臂2联接或联接到机器人臂2的仪器驱动单元100，以及联接到仪器驱动单元100的机电仪器10。仪器驱动单元100将动力和致动力从其马达传递到机电仪器10的从动部件，以最终驱动机电仪器10的端部执行器12的部件的运动，例如刀片(未示出)的运动和/或端部执行器12的钳夹部件14a、14b的闭合和打开。

参考图2，机电仪器10通常包括壳体部分16和从壳体部分16向远侧延伸的轴18。壳体部分16具有圆柱形构型并且包括在其间限定纵向轴线“X”的近端和远端。壳体部分16的近端限定阳配合特征部20，该阳配合特征部被构造成与仪器驱动单元100的阴配合特征部140(图3)不可旋转地接合，如将在下面详细描述。阳配合特征部20包括盘形部件22和从盘形部件或凸缘22向近侧延伸的突出部24。突出部24可以是非圆形以不可旋转地联接到仪器驱动单元100的相应形状的阴配合特征部140。在一些实施例中，壳体部分16的近端可以经由各种紧固接合诸如例如螺纹接合、夹子、闩锁、摩擦配合接合、按钮、各种紧固件和/或卡口式连接而不可旋转地附接到仪器驱动单元100。

壳体部分16的近端进一步包括多个输入驱动联接器26。输入驱动联接器26被构造成驱动地连接到仪器驱动单元100的相应马达M1-M4(图3和图5)。输入驱动联接器26呈非圆形凹陷形式或者呈限定在壳体部分16的阳配合特征部20的突出部24中的冠状齿轮的形式。输入驱动联接器26被构造成不可旋转地接收从每个马达M1-M4延伸的相应成形的驱动套筒或突出部(未示出)。壳体部分16包括从相应的输入驱动联接器26向远侧延伸的从动部件或力传递部件28。因此，仪器驱动单元100的马达M1-M4的驱动套筒(未示出)经由相应的马达M1-M4的致动的旋转使相应的输入驱动联接器26旋转以实现机电仪器10的相应的从动部件或力传输部件28的旋转或平移。在实施例中，力传输部件28可以被构造成将由马达M1-M4产生的旋转力转化成平移力以致动端部执行器12。

继续参考图2，机电仪器10的轴18具有由壳体部分16支撑的近端30a和具有端部执行器12的远端30b。从动部件28从壳体部分16延伸并穿过机电仪器10的轴18以可操作地联接到端部执行器12的各个部件使得每个从动部件28的旋转和/或轴向运动实现端部执行器12的各个功能的致动。端部执行器12通常包括一对相对的钳夹部件14a、14b。端部执行器12可以通过从动部件28的致动在打开构型与闭合构型之间移动，在打开构型中，组织(未示出)被接收在钳夹部件14a、14b之间，在闭合构型中，组织被夹紧和治疗。在实施例中，相对的钳夹部件14a、14b可以经由延伸穿过机电仪器10的轴18并穿过仪器驱动单元100的相应合适的电线122(图3)电联接到电缆和发电机(未示出)，以向设置在相对的钳夹部件14a、14b上的一对导电的，组织接合的密封板(未示出)提供电通路。

继续参考图2，外科手术组件30被支撑在或连接到具有第一部分42和第二部分44的滑动件40上。滑动件40的第一部分42可移动地连接到机器人臂2的轨道或滑动件46，并且滑动件40的第二部分44限定穿过其中的开口48，该开口被构造成摩擦地接收仪器驱动单元100或与其连接。滑动件40在由设置在外科手术机器人臂2的轨道46中的马达(未示出)或控制装置4的马达(1...n)选择性地致动后沿着由外科手术机器人臂2的轨道46限定的纵向轴线“Y”移动、滑动或平移。因此，可以将连接到仪器驱动单元100的滑动件40沿着外科手术机器人臂2的轨道46移动到选定位置。

参考图2至图4，外科手术组件30的仪器驱动单元100具有近端102a和远端102b，其被构造成可操作地联接到机电仪器10以致动机电仪器10的端部执行器12的功能并且使机电仪器10围绕其纵向轴线“X”旋转。仪器驱动单元100通常可以包括外壳104、空芯马达110和多个马达M1-M4(图3和图5)。外壳104包围仪器驱动单元100的内部件以在仪器驱动单元100的内部与外部环境之间形成无菌屏障。外壳104可以是一次性的、可重复使用的(消毒后)和/或透明的。

如图3和图4所示，仪器驱动单元100包括近侧内壳112，该近侧内壳固定地接合到外壳104的内表面或不可旋转地设置在外壳104的内部。空芯马达110设置在仪器驱动单元100的近端102a内并且包括外定子116和内转子118。外定子116具有圆柱形构型并固定地联接到近侧内壳112，使得外定子116相对于外壳104是不可旋转的。内转子118具有圆柱形构型并且可旋转地同轴地设置在外定子116内。内转子118具有大致管状构型，其具有限定内转子118的纵向中央通道120的内表面。内转子118的纵向中央通道120允许通过延伸穿过其中的电线122，用于从电源(例如，发电机)向多个马达M1-M4中的一个提供电能或电力。在一些实施例中，多根电线延伸穿过空芯马达110的纵向中央通道120以向马达M1-M4和/或端部执行器12的部件中的每一个提供电力。

仪器驱动单元100包括同轴设置在空芯马达110的内转子118的纵向通道120内的外毂124和内毂126。外毂124被摩擦地保持或键接在空芯马达110的内转子118与内毂126之间使得外毂124将内转子118的旋转运动传递到内毂126。仪器驱动单元100的近端102a包括第一和第二近侧轴承128a、128b，每个近侧轴承128a、128b设置在外毂124与近侧内壳112之间以利于外毂124相对于近侧内壳112的旋转。

内毂126具有圆柱形部分130和基座凸缘132。内毂126的圆柱形部分130设置在外毂124内并可与其一起旋转。仪器驱动单元100进一步包括远侧内壳134(图3)，其具有支撑在其中的多个马达M1-M4。内毂126的基座凸缘132连接到远侧内壳134的近端136a并与其邻近，使得内毂126的旋转运动导致远侧内壳134的旋转运动。

与近侧内壳112不同，远侧内壳134可在外壳104内相对于外壳104旋转。远侧内壳134具有远端136b，该远端被构造成不可旋转地联接到机电仪器10的近端，使得远侧内壳134将内毂126的旋转运动传递到机电仪器10。具体地，仪器驱动单元100的远端102b包括远侧帽138，该远侧帽从远侧内壳134的远侧端136b向远侧延伸。远侧帽138限定了仪器驱动单元100的阴配合特征部140，如上所述，该阴配合特征部被构造成配合地接收机电仪器10的壳体部分16的阳配合特征部20。仪器驱动单元100的远端102b进一步包括设置在远侧帽138与外壳104之间的远侧轴承142，以利于远侧内壳134和远侧帽138相对于外壳104的旋转。

为了组装外科手术组件30，仪器驱动单元100被定位在限定在滑动件40中的开口48内，以将仪器驱动单元100不可旋转地联接到外科手术机器人臂2。机电仪器100的壳体部分16的阳配合特征部20配合地接合到仪器驱动单元100的阴配合特征部140。在将仪器驱动单元100和机电仪器10彼此联接之后，机电仪器10的阳配合特征部20的突出部24不可旋转地联接到仪器驱动单元100的远端帽138，并且机电仪器10的输入驱动联接器26可操作地接合从仪器驱动单元100的相应马达M1-M4延伸的驱动套筒(未示出)。

在使用中，为了使机电仪器10围绕其纵向轴线“X”旋转，电流经由电源(未示出)被传输到空芯马达110。当空芯马达110接收电流时，导致空芯马达110的内转子118相对于空芯马达110的外定子116和仪器驱动单元100的外壳104旋转。空芯马达110的内转子118的旋转使外毂124旋转，由于内毂126的圆柱形部分130摩擦地保持在外毂124内，所以这导致内毂126旋转。内毂126的基座凸缘132不可旋转地连接到远侧内壳134的近端136a使得内毂126的旋转实现远侧内壳134的旋转。远侧内壳134的旋转导致远侧帽138与其一起旋转。由于远侧帽138不可旋转地连接到机电仪器10的壳体部分16，所以仪器驱动单元100的远侧帽138相对于外壳104的旋转实现机电仪器10围绕其纵向轴线“X”的旋转。因此，机电仪器10可以在致动空芯马达110后选择性地围绕其纵向轴线“X”旋转到期望的旋转位置。

参考图5，提供了反馈组件200的实施例。反馈组件200被配置成确定和指示机电仪器10围绕纵向轴线“X”旋转的程度，如将在下面详细描述。可以设想的是，反馈组件200可以被配置成计算/确定并显示机电仪器10相对于仪器驱动单元100和滑动件44围绕纵向轴线“X”的旋转量，使得临床医生可以确定机电仪器10在其使用期间的精确旋转位置。

反馈组件200被并入到仪器驱动单元100的第二马达110的控制电路“CC”(图3)中或与其相关联。外科手术组件30的反馈组件200包括堆叠在第二环形部件220上的第一环形部件210。环形部件210、220中每个具有盘形构型，并且每个限定中心孔，多个第一马达M1-M4设置成穿过其中。第一环形部件210同心地设置在第二环形部件220内或邻近第二环形部件220，并且不可旋转地联接到仪器驱动单元100的内毂126，使得内毂126的旋转导致第一环形部件210的伴随旋转。在一些实施例中，第一环形部件210可以与内毂126或远侧帽138(图3)一体地形成。第一环形部件210具有从其圆周边缘214径向突出的表面特征部或凸片212。表面特征部212可以具有方形构型。在一些实施例中，表面特征部212可呈现多种形状，诸如例如三角形、弓形、多边形、均匀的、不均匀的、锥形等。

第二环形部件220可以围绕内毂126，或者可以邻近(例如，在远侧)内毂126设置，并且可以相对于内毂126旋转。第二环形部件220具有从其圆周边缘224向近侧突出的第一表面特征部或凸片222。第二环形部件220的第一表面特征部222与第一环形部件210的表面特征部212周向对齐(即，共圆周)并且与第一环形部件220的表面特征部212周向地或径向地隔开选定的量。例如，在图5的说明性实施例中，第二环形部件220的第一表面特征部222在顺时针方向上与第一环形部件210的表面特征部212周向地间隔大约360°。如此，在第一环形部件210的阈值旋转量(例如，在逆时针方向上旋转360°)后，第一环形部件210的表面特征部212邻接或接合第二环形部件220的第一表面特征部222。

在一些实施例中，第一环形部件210的表面特征部212可以从第一环形部件210朝向径向向外的位置弹性偏置，而不是与第一环形部件210一体形成，并且环形部件220的第一表面特征部222可以具有形成于其中的凹陷。如此，在第一环形部件210的表面特征部212被旋转成与形成于第二环形部件220的第二表面特征部222中的凹陷(未示出)径向对齐后，第一环形部件210的表面特征部212径向向外偏置成与形成于第二环形部件220中的相应形状的凹陷(未示出)接合。在形成于第二环形部件220中的凹陷中接收到第一环形部件210的表面特征部212后，第一环形部件210离合第二环形部件220，使得第二环形部件220与第一环形部件210一起旋转。

第二环形部件220具有从其圆周边缘224向远侧突出的第二表面特征部224。第二表面特征部224与第一表面特征部222周向地间隔大约180°。在一些实施例中，第二表面特征部224可以与第一表面特征部222周向地间隔各种距离，诸如例如在大约1°与大约360°之间，或者可以与第一表面特征部222径向对齐。外壳104具有从其向内延伸的表面特征部或凸片107，使得在第二环形部件220相对于外壳104达到阈值旋转量后，第二环形部件220的第二表面特征部224邻接或接合仪器驱动单元100的外壳104的表面特征部107以停止内毂126的旋转，其停止机电仪器10围绕其纵向轴线“X”的旋转。

可以设想的是，根据本发明的实施例，反馈组件200并入具有大约0.05欧姆的极低电阻的高公差电阻器“R”(未示出)，该高公差电阻器被添加到负责驱动第二马达110的H桥的低侧。在操作中，反馈组件200测量电阻器“R”两端的电压“V”。通过测量电阻器“R”两端的电压“V”降，反馈组件200可以使用欧姆定律计算流过电阻器“R”的电流“I”量：

V＝IR

在第二马达110可以构造成为的直流电动马达中，电流“I”与通过使用例如扭矩常数(Km)的关系而产生的扭矩“τ”的量直接相关。因此，反馈组件200可以根据以下等式来计算施加到第二马达110的扭矩“τ”的量：

τ＝(Km)(I)

可以参考2011年3月3日提交的美国专利号8,517,241，其详细描述了被配置成计算施加到马达的扭矩的量的反馈组件的示例性实施例，其全部内容以引用方式并入本文中。

在机电仪器10的正常旋转期间，预期通过机电仪器10的控制电路“CC”中的反馈组件200可以看到特定的或预定的力曲线，例如电流与时间曲线(未示出)或电流与距离曲线(未示出)。在使用中，如上所述，第二马达110的致动实现仪器驱动单元100的内毂126的旋转。内毂126的旋转经由其与第一环形部件210的不可旋转连接来旋转第一环形部件210，以最终使第一环形部件210的表面特征部212与第二环形部件220的第一表面特征部222接合。在第一环形部件210的表面特征部212与第二环形部件220的第一表面特征部222接合或接触之后，第二环形部件220的静态惯性必须通过由第二马达110提供的一定阈值量的附加扭矩来克服。开始旋转第二环形部件220所需的附加扭矩改变第二马达110的状态，其是输送到第二马达110的电流“I”的变化，其是与存储在控制电路“CC”中的预期力曲线相比不同的电流量。

电流“I”的这种增大或电流尖峰由控制电路“CC”记录，并且控制电路“CC”可以合理地假定机电仪器10已经从其原始位置旋转了阈值量。特别地，电流尖峰指示第一环形部件210已经从其原始旋转位置旋转了预定阈值量(例如，360°)。由于第一环形部件210与机电仪器10一起旋转，所以由控制电路“CC”记录的第一环形部件210的旋转的阈值量与机电仪器10围绕其纵向轴线“X”行进的相同阈值量相关。如上所述，可以设置显示器6(图1)来以几度的形式指示机电仪器10的确定的旋转量。

机电仪器10的持续旋转最终导致第二环形部件220的第二表面特征部224邻接或接合外壳104的表面特征部107，这导致另一电流尖峰和停止向第二马达110输送电流的指令，由此停止第二环形部件220的旋转并且因此停止机电仪器10的旋转。可以预想的是，由于环形部件220的表面特征部224机械地接合外壳104的表面特征部107，所以外壳104的表面特征部107可以抵抗或防止第二环形部件220的进一步旋转。

在一些实施例中，反馈组件200可以包括具有任何合适数量的不同地间隔开的表面特征部或凸片的单个环形部件或多于两个的环形部件。例如，反馈组件200可以包括彼此堆叠的三个环形部件。在这个实例中，三个堆叠的环形部件中的每一个都可以具有类似于上述表面特征部212、222或224的表面特征部或凸片，这些表面特征部或凸片彼此周向地间隔180°。如此，在内毂126旋转初始180°后，三个环形部件中的第一环形部件将导致三个环形部件中的相邻的第二环形部件开始旋转，并且内毂126的附加180°旋转将导致三个环形部件中的下一个相邻的第三环形部件开始旋转。以这种方式，由于第二马达110的操作中的相应的电流尖峰，所以内毂126的每180°旋转将由控制电路“CC”记录，其最终可以在显示器6上指示，因此临床医生可以以180°为增量识别机电仪器10的旋转位置。如可以理解的是，构成反馈组件200的环形部件越多，就可以越精确地识别机电仪器10的旋转位置。

可以设想的是，在第四环形部件220d完成其旋转之后，第四环形部件220的第二凸片222d邻接仪器驱动单元100的外壳104的表面特征部107(图5)。在第四环形部件220的第二凸片222d邻接仪器驱动单元100的外壳104的表面特征部107之后，控制电路“CC”(图3)停止向第二马达“M2”输送电流。如此，停止内毂126的旋转，其停止机电仪器10(图2)围绕其纵向轴线“X”的旋转。可以理解的是，机电仪器10能够旋转的量与正在使用的环形部件的数量直接相关(即，彼此堆叠的环形部件的数量越多，机电仪器10在其停止之前将越能够旋转)。

将会理解的是，可以对本文公开的实施例进行各种修改。因此，以上描述不应该被解释为限制性，而仅仅是作为各种实施例的例证。熟悉本领域的技术人员将预想到处于所附权利要求的范围和精神内的其它修改。

Claims (16)

1.一种与机器人臂结合使用并选择性地连接到所述机器人臂的外科手术组件，所述外科手术组件包括：

机电仪器，其包括：

壳体部分，在其中支撑从动部件；以及

轴，其具有由所述壳体部分支撑的近端和具有可操作地联接到所述从动部件的端部执行器的远端；以及

仪器驱动单元，其限定纵向轴线并且包括：

外壳，其被构造成选择性地联接到机器人臂；

内毂，其可旋转地设置在所述外壳内并被构造成不可旋转地联接到所述机电仪器的所述壳体部分；

第一马达，其设置在所述外壳内并被构造成可操作地联接到所述机电仪器的所述从动部件；以及

第二马达，其设置在所述外壳内并包括：

外定子，其固定地联接到所述外壳；以及

内转子，其可旋转地设置在所述外定子内，所述内转子具有限定纵向通道的内表面，所述纵向通道具有不可旋转地设置在其中的所述内毂，其中所述第二马达的致动使所述内毂旋转，以实现所述机电仪器沿着其纵向轴线的旋转，其中所述第一马达和所述第二马达沿着所述仪器驱动单元的所述纵向轴线彼此纵向地对齐。

2.根据权利要求1所述的外科手术组件，其中所述仪器驱动单元进一步包括外毂，所述外毂设置在所述内转子与所述内毂之间使得所述外毂将所述内转子的旋转运动传递到所述内毂。

3.根据权利要求2所述的外科手术组件，其中所述仪器驱动单元进一步包括内壳，所述内壳可旋转地设置在所述外壳内并且具有联接到所述内毂的近端和被构造成联接到所述机电仪器的近端的远端，使得所述内壳将所述内毂的旋转运动传递到所述机电仪器。

4.根据权利要求3所述的外科手术组件，其进一步包括滑动件，所述滑动件具有被构造成可移动地连接到所述机器人臂的第一部分和限定通过其中的开口的第二部分，所述开口被构造成用于接收所述仪器驱动单元。

5.根据权利要求1所述的外科手术组件，其中所述仪器驱动单元的远端限定阴配合特征部，并且所述机电仪器的所述壳体部分的近端限定阳配合特征部，所述阳配合特征部被构造成与所述仪器驱动单元的所述阴配合特征部不可旋转地接合。

6.根据权利要求1所述的外科手术组件，其中所述壳体部分进一步包括输入驱动联接器，所述输入驱动联接器被构造成驱动地联接到所述仪器驱动单元的所述第一马达。

7.根据权利要求1所述的外科手术组件，其中所述仪器驱动单元的所述外壳是透明的。

8.根据权利要求1所述的外科手术组件，其进一步包括延伸穿过所述内转子的所述纵向通道并被配置成将电力传递到所述第一马达的电线。

9.一种机器人外科手术系统，其包括：

外科手术机器人臂；

滑动件，其具有被构造成可移动地连接到所述外科手术机器人臂的第一部分和第二部分；

机电仪器，其限定纵向轴线并且包括：

壳体部分，在其中支撑多个从动部件；以及

轴，其具有由所述壳体部分支撑的近端和具有可操作地联接到所述多个从动部件的端部执行器的远端；以及

仪器驱动单元，其包括：

外壳，其被构造成选择性地联接到所述滑动件的所述第二部分；

内毂，其可旋转地设置在所述外壳内并被构造成不可旋转地联接到所述机电仪器的所述壳体部分；

多个第一马达，其设置在所述外壳内并被构造成可操作地联接到所述机电仪器的所述多个从动部件；以及

第二马达，其设置在所述外壳内并包括：

外定子，其固定地联接到所述外壳；以及

内转子，其可旋转地设置在所述外定子内，所述内转子具有限定纵向通道的内表面，所述纵向通道具有不可旋转地设置在其中的所述内毂，其中所述第二马达的致动使所述内毂旋转，以实现所述机电仪器沿着其纵向轴线的旋转，其中在将所述仪器驱动单元与所述机电仪器彼此联接时，所述多个第一马达沿着所述机电仪器的所述纵向轴线与所述第二马达远侧地间隔开。

10.根据权利要求9所述的机器人外科手术系统，其中所述仪器驱动单元进一步包括外毂，所述外毂设置在所述内转子与所述内毂之间使得所述外毂将所述内转子的旋转运动传递到所述内毂。

11.根据权利要求10所述的机器人外科手术系统，其中所述仪器驱动单元进一步包括内壳，所述内壳可旋转地设置在所述外壳内并且具有联接到所述内毂的近端和被构造成联接到所述机电仪器的近端的远端，使得所述内壳将所述内毂的旋转运动传递到所述机电仪器。

12.根据权利要求9所述的机器人外科手术系统，其中所述仪器驱动单元的远端限定阴配合特征部，并且所述机电仪器的所述壳体部分的近端限定阳配合特征部，所述阳配合特征部被构造成与所述仪器驱动单元的所述阴配合特征部不可旋转地接合。

13.根据权利要求9所述的机器人外科手术系统，其中所述壳体部分进一步包括输入驱动联接器，所述输入驱动联接器被构造成驱动地联接到所述仪器驱动单元的所述多个第一马达中的一个。

14.根据权利要求9所述的机器人外科手术系统，其中所述仪器驱动单元的所述外壳是透明的。

15.根据权利要求9所述的机器人外科手术系统，其进一步包括延伸穿过所述内转子的所述纵向通道并被配置成将电力传递到所述第一马达的电线。

16.根据权利要求9所述的机器人外科手术系统，其中所述外科手术机器人臂包括限定纵向轴线的轨道，所述滑动件能够沿着所述轨道的所述纵向轴线移动。

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