CN107949338A - 具有机械优势的手术末端执行器 - Google Patents

Abstract

机器人手术系统包含一对可移动部件和一对钳口部件。所述可移动部件包含收纳于由所述钳口部件界定的孔和狭槽内的驱动销和导销。所述钳口部件可响应于所述可移动部件的移动而相对于彼此移动。

Description

具有机械优势的手术末端执行器

相关申请的交叉引用

本申请主张2015年6月23日提交的第62/183,383号美国临时专利申请的权利和优先权，所述美国临时专利申请的内容以全文引用的方式并入本文中。

背景技术

手持型和机器人手术系统已经用于微创医疗程序。手持型系统通常包含手柄组合件和细长本体部分，而一些机器人手术系统包含支撑机器人臂的托架。但是，手持型系统和机器人手术系统两者均包含安装到机器人臂或细长本体部分以用于执行医疗程序的至少一个末端执行器，例如镊子或抓取工具。在医疗程序期间，将末端执行器插入到患者的小切口(经由插管)或自然腔道中以将末端执行器定位于患者体内的工作位点处。末端执行器设计成可移动通过多个运动程度，以便定位工作位点和/或操纵其中的组织。

随着对更小末端执行器的需求的增大，装置制造商持续研发具有更小横截面积的末端执行器，例如抓取和切割末端执行器。这些更小横截面积减小了可施加于末端执行器的钳口之间的总力。然而，对于所有末端执行器配置，不考虑大小和/或运动，对充足机械优势的需要持续影响着末端执行器设计。

因此，需要一种末端执行器，其能够当两个钳口中的一个或两个在各个位置和/或条件之间移动时在末端执行器的两个钳口之间提供较高力。

发明内容

因此，本公开是针对可适用于在手动或机器人手术系统或器械中使用的末端执行器。末端执行器包含连接在一起以提供机械优势抓握的两个钳口部件和两个滑轮。两个钳口部件通过可移动部件间接地连接到彼此，所述可移动部件旋转和/或平移以使两个钳口部件能够相对于彼此移动，以用于打开和/或闭合两个钳口部件。有利的是，可移动部件包含连接到第一和第二钳口部件的孔和/或狭槽的驱动销和导销，以实现第一和第二钳口部件通过各个枢转点相对于彼此平行、枢转和/或旋转移动。虽然两个钳口部件都不通过共享枢转点直接地连接到其它钳口部件，但是两个钳口部件可界定两个钳口部件之间的虚拟枢轴，以使第一和第二钳口部件能够围绕其旋转移动。

在一个方面中，末端执行器包含第一滑轮、第二滑轮、滑轮销、第一钳口部件和第二钳口部件。第一滑轮包含第一驱动销和第一导销。第二滑轮包含第二驱动销和第二导销。滑轮销连接到第一和第二滑轮。第一钳口部件界定第一孔和第一狭槽。第一滑轮的第一驱动销收纳于第一钳口部件的第一孔中。第二滑轮的第二导销收纳于第一钳口部件的第一狭槽中。第二钳口部件界定第二孔和第二狭槽。第一滑轮的第一导销收纳于第二钳口部件的第二狭槽中。第二滑轮的第二驱动销收纳于第二钳口部件的第二孔中。第一和第二钳口部件可响应于第一和第二滑轮中的一个或两个的旋转而相对于彼此在打开和闭合状态之间移动。在一些实施例中，第一和第二钳口部件定位成朝向彼此尖端偏移。

在某些实施例中，第一钳口部件的第一狭槽包含直线部分和弯曲部分。当第二滑轮的第二导销平移通过第一钳口部件的第一狭槽的直线部分时，第一钳口部件可以与第二钳口部件呈平行关系的方式移动。当第二滑轮的第二导销平移通过第一钳口部件的第一狭槽的弯曲部分时，第一钳口部件可围绕第一滑轮的第一驱动销枢转且相对于第二钳口部件围绕界定于第一钳口部件与第二钳口部件之间的虚拟枢轴旋转。

在一些实施例中，第一钳口部件的第一狭槽沿着其长度是直线的。

在实施例中，滑轮销延伸于第一钳口部件与第二钳口部件之间。滑轮销可与第一和第二钳口部件分隔开。

在一些实施例中，第二钳口部件的第二狭槽包含直线部分和弯曲部分。当第一滑轮的第一导销平移通过第二钳口部件的直线部分时，第二钳口部件可以与第一钳口部件呈平行关系的方式移动。当第一滑轮的第一导销平移通过第二钳口部件的第二狭槽的弯曲部分时，第二钳口部件可围绕第二滑轮的第二驱动销枢转且相对于第一钳口部件围绕界定于第一钳口部件与第二钳口部件之间的虚拟枢轴旋转。

在实施例中，第二钳口部件的第二狭槽沿着其长度是直线的。

根据另一方面，本公开是针对所使用的连接到机器人手术系统的末端执行器，所述机器人手术系统包含从机器人手术系统的控制装置的电动机延伸的一个或多个连接器部件。末端执行器包含第一可移动部件、第二可移动部件、第一钳口部件和第二钳口部件。

第一可移动部件包含第一驱动销和第一导销。第二可移动部件包含第二驱动销和第二导销。第一钳口部件界定第一孔和第一狭槽。第一可移动部件的第一驱动销收纳于第一钳口部件的第一孔中。第二可移动部件的第二导销收纳于第一钳口部件的第一狭槽中。第二钳口部件界定第二孔和第二狭槽。第一可移动部件的第一导销收纳于第二钳口部件的第二狭槽中。第二可移动部件的第二驱动销收纳于第二钳口部件的第二孔中。第一和第二可移动部件中的一个或两个连接到机器人手术系统的一个或多个连接器部件。第一和第二可移动部件中的一个或两个响应于第一和第二可移动部件中的一个或两个的移动而旋转，以使第一和第二钳口部件中的一个或两个相对于第一和第二钳口部件中的另一个在打开与闭合状态之间移动。

在实施例中，第一钳口部件的第一狭槽包含直线部分和弯曲部分，以实现第一钳口部件的双模态移动。当第二可移动部件的第二导销平移通过第一钳口部件的第一狭槽的直线部分时，第一钳口部件可以与第二钳口部件呈平行关系的方式移动。

在一些实施例中，当第二可移动部件的第二导销平移通过第一钳口部件的第一狭槽的弯曲部分时，第一钳口部件可围绕第一可移动部件的第一驱动销枢转且相对于第二钳口部件围绕界定于第一钳口部件与第二钳口部件之间的虚拟枢轴旋转。第一钳口部件的第一狭槽沿着其长度可以是直线的。第二钳口部件的第二狭槽可包含直线部分和弯曲部分。当第一可移动部件的第一导销平移通过第二钳口部件的直线部分时，第二钳口部件可以与第一钳口部件呈平行关系的方式移动。当第一可移动部件的第一导销平移通过第二钳口部件的第二狭槽的弯曲部分时，第二钳口部件可围绕第二可移动部件的第二驱动销枢转且相对于第一钳口部件围绕界定于第一钳口部件与第二钳口部件之间的虚拟枢轴旋转。

在实施例中，第二钳口部件的第二狭槽沿着其长度是直线的。

在一些实施例中，第一和第二可移动部件中的一个或两个包含第一和第二连杆，所述第一和第二连杆可相对于彼此轴向移动以使第一和第二钳口部件能够在打开与闭合状态之间移动。在某些实施例中，第一和第二可移动部件中的一个或两个包含滑轮。

下文参考附图更详细地描述本公开的示例性实施例的其它细节和方面。

附图说明

并入在本说明书中且构成本说明书的部分的附图说明本公开的实施例，且与上文所给出的本公开的一般描述和下文所给出的实施例的详细描述一起用以阐释本公开的原理，在附图中：

图1A是根据本公开的包含医疗工作站和操作控制台的机器人手术系统的示意性说明；

图1B是图1A的医疗工作站的控制装置的电动机的示意性透视图；

图1C是连接到图1A的医疗工作站的机器人臂的驱动单元和附接装置的示意图；

图2和图3是用于图1A的医疗工作站中的根据本公开的示例性实施例的末端执行器的透视图；

图4是图2和图3的末端执行器的透视图，其中零件是分离的；

图5是图2和图3的末端执行器的侧向透视图，其中为了清楚起见移除其滑轮；

图6到图9是示出末端执行器在打开与闭合状态之间移动的图2和图3的末端执行器的渐进侧视图；

图10到图13是根据本公开的末端执行器的另一示例性实施例的渐进侧视图；

图14到图17是根据本公开的末端执行器的又一示例性实施例的渐进侧视图；且

图18是根据本公开的末端执行器的再一示例性实施例的透视图，其中零件分离的。

具体实施方式

参考图式详细描述本公开的实施例，其中在若干视图中的每一个中，相同参考标号指定相同或对应元件。如本文中所使用，术语“远侧”是指装置的较远离于用户的那个部分，而术语“近侧”是指装置的较接近于用户的那个部分。如本文中所使用，术语“临床医生”是指医生、护士或任何其它医护人员且可以包含辅助人员。在以下描述中，未详细地描述熟知功能或构造以免不必要的细节混淆本公开。

首先参看图1A，机器人手术系统包含医疗工作站1且大体上包含多个机器人臂2、3；控制器/控制装置4；和与控制器4连接的操作控制台5。操作控制台5包含：显示装置6，其具体来说设置成显示三维图像；和手工输入装置7、8，借助其临床医生(未示出)，例如外科医生，能够在第一操作模式中远距离操控机器人臂2、3，如所属领域的技术人员原则上所已知。

一般来说，机器人臂2、3中的每一个包含通过接合件连接的多个部件，和可附接到其的附接装置9、11，例如，支撑末端执行器100的手术工具或手术器械20。

机器人臂2、3可由操作地连接到控制装置4的电驱动机或电动机中一个或多个驱动。控制装置4可包含计算机且设置成激活电动机，具体地说借助于计算机程序，其方式为使得机器人臂2、3、其附接装置9、11和/或手术工具20(包含末端执行器100)根据由手工输入装置7、8界定的移动执行所要移动。

还参看图1B，控制装置4可控制多个电动机“M”(电动机1…n)，每个电动机配置成缠绕和/或释放通过每个机器人臂2、3延伸到手术工具20(图1A)的末端执行器100的一段连接器部件“CM”(例如，缆线、链条、传送带、杆等，和/或其组合)。举例来说，一个或多个连接器部件“CM”可直接地和/或间接地连接在与电动机“M”中的一个或多个相关联的一个或多个滑轮“PL”和与末端执行器100相关联的一个或多个滑轮(参见，例如，图2、图3和/或图5)之间。在使用中，当缠绕和/或释放连接器部件“CM”时，连接器部件“CM”实现手术工具20的每个末端执行器100的操作和/或移动。控制装置4协调各个电动机“M”的激活以协调缠绕和/或释放一段相应的连接器部件“CM”，以便协调相应的末端执行器100的操作和/或移动。在一些情况下，通过单个电动机缠绕和/或释放单个连接器部件“CM”。然而，在某些情况下，通过单个电动机可以缠绕和/或释放两个或多于两个连接器部件或单个连接器部件的两个末端。.举例来说，两个连接器部件或连接器部件末端可以相对方向连接到单个电动机，使得当电动机“M”在第一方向上激活时，连接器部件中的一个缠绕而另一连接器部件释放。其它连接器部件配置可用于不同实施例中。

控制装置4可包含用来执行计算和/或根据一组指令而操作的任何合适逻辑控制电路。控制装置4可配置成与远程系统“RS”无线地(例如，Wi-Fi、蓝牙、LTE等)和/或有线地通信。远程系统“RS”可包含与工作站1的各种组件、算法和/或操作相关的数据、指令和/或信息。远程系统“RS”可包含任何合适电子服务、数据库、平台、云或其类似物。控制装置4可包含可操作地连接到存储器的中央处理单元。存储器可包含暂时性类型存储器(例如，RAM)和/或非暂时性类型存储器(例如，闪存媒体、磁盘媒体等)。在一些实施例中，存储器是远程系统“RS”的部分，和/或可操作地连接到远程系统“RS”。

控制装置4可包含一个或多个计数器，以对例如医疗工作站的组件(例如，连接器部件“CM”、末端执行器100等)中的一个或多个的使用次数计数。控制器4可包含用于例如通过驱动器电路与工作站1的组件介接的多个输入和输出。控制器4可配置成接收输入信号和/或产生输出信号，以控制工作站1的各个组件(例如，一个或多个电动机16)中的一个或多个。输出信号可包含算法指令和/或可基于算法指令，所述算法指令可由用户预编程和/或输入。控制装置4可配置成接受来自可连接到远程系统“RS”的用户接口(例如，操作控制台5的开关、按钮、触摸屏等)的多个用户输入。

数据库4a可直接地和/或间接地连接到控制装置4。数据库4a可配置成存储来自活体或患者“P”和/或解剖图谱的手术前数据。数据库4a可包含存储器，所述存储器可以是远程系统“RS”的部分，和/或或可操作地连接到远程系统“RS”。

工作站1配置成用于使躺在患者检查床12上的患者“P”借助于末端执行器100微创地得到治疗。工作站1还可包含多于两个机器人臂2、3，额外机器人臂同样连接到控制器4且可借助于操作控制台5进行远距离操控。一个或多个手术器械20可以附接到额外的机器人臂。

对于工作站1的构造和操作的具体论述，可参考2011年11月3日提交的标题为“医疗工作站(Medical Workstation)”的美国专利公开第2012/0116416号，所述美国专利公开的全部内容以引入的方式并入本文中。

图1C示出具有连接到其上的驱动单元14的示例性附接装置9。.驱动单元14和/或附接装置9可直接地和/或间接地附接到机器人臂2、3中的一个和/或与机器人臂2、3中的一个一体地形成。举例来说，在一些情况下，驱动单元14直接地附接到机器人臂2、3中的一个且附接装置9间接地附接到机器人臂2、3中的一个，而附接装置9连接到驱动单元14。在某些情况下，附接装置9直接地附接到机器人臂2、3中的一个且驱动单元14间接地附接到机器人臂2、3，而驱动单元14连接到附接装置9。在一些情况下，附接装置9和驱动单元14两者直接地附接到机器人臂2、3中的一个。

驱动单元14包含驱动组合件15，所述驱动组合件15具有一个或多个电动机16和连接到一个或多个电动机16的一个或多个驱动部件17。电动机16电耦合到控制器4且可经操作以实现驱动部件17的移动(例如，旋转移动)。在一些实施例中，驱动部件17是导螺杆。一个或多个驱动耳片18安装到每个驱动部件17且可沿着其移动。如箭头“A1”所示，驱动耳片18可响应于驱动部件17在顺时针和/或逆时针方向上的旋转移动(如箭头“A2”所示)而在轴向方向上相对于驱动部件17移动(例如，沿着z轴)。在一些实施例中，驱动耳片18是对开螺母驱动耳片。

驱动耳片18可以可螺纹旋拧地连接到驱动部件17以实现驱动耳片18相对于驱动部件17的移动。驱动耳片18和/或驱动部件17可包含任何合适的螺纹旋拧配置。举例来说，驱动耳片18和/或驱动部件17的螺纹中的一个或多个可以具有任何合适的形状、直径、间距、方向/定向等。在一些实施例中，驱动部件17可包含多组螺纹，螺纹中的每一组相比于邻近螺纹组以相反方向螺纹旋拧。在某些实施例中，螺纹中的每一组配置成啮合不同的驱动耳片18以实现多个驱动耳片18之间的接近和/或远离移动。

驱动耳片18包含操作地连接到控制器4且配置成确定施加力的力传感器19a(例如，转换器或其类似物)。驱动部件17支撑位置传感器19b，所述位置传感器19b可操作地连接到控制器4且配置成确定驱动组合件15的一个或多个组件(例如，驱动耳片18)相对于驱动组合件的其它组件(例如，驱动部件17)的一个或多个位置。举例来说，位置传感器19b配置成测量电动机16、驱动部件17和/或驱动耳片18的输出的位置和/或移动。

如图1C中所示出的示例性实施例中所见，驱动单元14连接到手术工具20(参见图1A)或例如手术器械20的器械。手术器械20包含可移动地安装在一个或多个支撑件或轨道24上的一个或多个器械耳片22。举例来说，器械耳片22可如箭头“A3”所指示在z方向上沿着轨道24轴向移动。一个或多个连接器部件“CM”连接到器械突片22且沿着手术器械20的轴组合件21延伸到其末端执行器100，以用于响应于一个或多个连接器部件“CM”的移动而实现末端执行器100和/或其部分的移动。如上文关于图1B所描述，连接器部件“CM”可包含缆线、链条、杆、传送带等，和/或其组合。另外和/或替代地，可以移动连接器部件“CM”以用于给予末端执行器100力，例如，以引发末端执行器(例如，钉、夹子等)。

控制装置4可控制在手术程序期间施加到电动机16的电流。可以调节供应到电动机16的电流以移动驱动部件17和驱动耳片18，使得驱动耳片18在相同的z方向上推动且移动手术器械20的对应器械耳片22以经由一个或多个连接器部件“CM”移动手术器械20的组件，例如，末端执行器100。在图1C中所示出的实例中，在手术器械20中的每个连接器部件“CM”在一个末端处附接到相应的器械耳片22，且在相反末端处附接到末端执行器100的相应部分。每个连接器部件“CM”连接到末端执行器100的不同部分，以便响应于经由对应的驱动耳片18和/或驱动单元14的电动机16的相应的器械耳片22的移动而使得末端执行器100不同地移动(例如，铰接、旋转、打开/闭合它的夹钳部件等)。

现转而参看图2和图3，末端执行器100界定延伸通过末端执行器100的近侧和远侧末端的中心纵向轴线“L”。末端执行器100包含第一可移动部件或滑轮110、第二可移动部件或滑轮120、第一钳口部件130、第二钳口部件140和连接器销150。

参看图4和图5，第一滑轮110包含第一驱动销112和从其延伸的第一导销114。安装部件115还从第一滑轮110延伸。第一滑轮110界定其外表面中的槽道116和从其穿过的滑轮销开口118。第一滑轮110连接到工作站1的一个或多个连接器部件“CM”(参见图1A到图1C)，以使第一滑轮110能够如箭头“C1”所指示围绕第一旋转轴线“B1”旋转。

第二滑轮120与第一滑轮110成镜像且包含第二驱动销122和从其延伸的第二导销124。安装部件125还从第二滑轮120延伸。第二滑轮120界定其外表面中的槽道126和从其穿过的滑轮销开口128。类似于第一滑轮110，第二滑轮120连接到工作站1的连接器部件“CM”(参见图1A到图1C)，以使第二滑轮120能够如箭头“C2”所指示围绕第二旋转轴线“B2”旋转。

第一钳口部件130界定第一狭槽132，所述第一狭槽132具有在其近侧末端处的直线部分132a且在其远侧末端处的弯曲部分132b。直线部分132a和弯曲部分132b由拐点132c分隔。第一狭槽132收纳第二滑轮120的第二导销124。如下文更详细地描述，第二导销124可移动通过第一狭槽132，使得当第二导销124定位于第一狭槽132的远侧末端处时以相对于末端执行器100的中心纵向轴线“L”的倾斜定向安置第一钳口部件130，且当第二导销124定位于第一狭槽132的近侧末端处时以相对于中心纵向轴线“L”的平行定向安置所述第二导销124。第一钳口部件130进一步界定收纳第一滑轮110的第一驱动销112的第一孔134。第一钳口部件130包含外表面136a和内表面136b。第一钳口部件130的内表面136b包含在其近侧末端处的凹进部分138a和在其远侧末端处的组织接触表面138b。

第二钳口部件140与第一钳口部件130成镜像且界定第二狭槽142，所述第二狭槽142具有在其近侧末端处的直线部分142a和在其远侧末端处的弯曲部分142b。直线部分142a和弯曲部分142b由拐点142c分隔。第二狭槽142收纳第一滑轮110的第一导销114。如下文更详细地描述，第一导销114可移动通过第二狭槽142，使得当第一导销114定位于第二钳口部件140的第二狭槽142的远侧末端处时以相对于末端执行器100的中心纵向轴线“L”的倾斜定向安置第二钳口部件140，且当第一导销114定位于第二钳口部件140的第二狭槽142的近侧末端处时以相对于中心纵向轴线“L”的平行定向安置第二钳口部件140。第二钳口部件140进一步界定收纳第二滑轮120的第二驱动销122的第二孔144。第二钳口部件140包含外表面146a和内表面146b。第二钳口部件140的内表面146b包含在其近侧末端处的凹进部分148a和在其远侧末端处的组织接触表面148b。

连接器销150界定从其穿过的中心轴线“B3”且将第一滑轮110和第二滑轮120连接在一起，同时紧固于第一滑轮110的滑轮销开口118和第二滑轮120的第二滑轮销开口128内。第一钳口部件130和第二钳口部件140紧固于第一滑轮110与第二滑轮120之间，同时第一滑轮110和第二滑轮120通过连接器销150紧固到一起。连接器销150的中心轴线“B3”与第一滑轮110和第二滑轮120的第一旋转轴线“B1”和第二旋转轴线“B2”重合，同时连接器销150收纳于第一滑轮110和第二滑轮120的滑轮销开口118、128内。

在使用中，第一滑轮110和第二滑轮120中的一个或两个响应于一个或多个连接器部件“CM”(参见例如图1B和/或图1C)的移动而如箭头“C1”和“C2”(图4)所指示围绕连接器销150旋转(例如，顺时针和/或逆时针)。滑轮旋转致使第一滑轮110的第一导销114平移通过第二钳口部件140的第二狭槽142，且致使第二滑轮120的第二导销124平移通过第一钳口部件130的第一狭槽132。如图6到图9中所见，第一滑轮110和第二滑轮120中的一个或两个的旋转使第一钳口部件130和第二钳口部件140能够相对于彼此在打开(参见例如图6)与闭合(参见例如图9)状态之间移动。

第一钳口部件130和第二钳口部件140在打开与闭合状态之间的移动是双模态的(例如，多轴运动，其可包含第一钳口部件130和/或第二钳口部件140的弓形和/或平行运动两者)(参见图6)且包含：第一模式，其中第一钳口部件130和第二钳口部件140成角度地移动，如箭头“D”大体上所指示(图6和7)；和第二模式，其中第一钳口部件130和第二钳口部件140以呈彼此平行关系的方式移动，如箭头“E”大体上所指示(图8)。第一模式中第一钳口部件130和第二钳口部件140的角移动对应于相应第一滑轮110和第二滑轮120的导销114、124平移通过相应第一钳口部件130和第二钳口部件140的导槽132、142的曲线部分132b、142b。第二模式中第一钳口部件130和第二钳口部件140的平行移动对应于相应第一滑轮110和第二滑轮120的导销114、124平移通过相应第一钳口部件130和第二钳口部件140的导槽132、142的直线部分132a、142a。当相应第一滑轮110和第二滑轮120的导销114、124越过相应第一钳口部件130和第二钳口部件140的狭槽132、142的拐点132c、142c时出现第一钳口部件130和第二钳口部件140的角移动与平行移动之间的转变。

在钳口部件移动的两个模式的第一模式中，第一钳口部件130和第二钳口部件140中的一个或两个的角移动提供两种移动程度，亦即第一钳口部件130和/或第二140相对于彼此的枢转和/或旋转移动。参看图6和图7，在第一模式中两种移动程度的第一移动程度中，如箭头“D1”所指示，第一钳口部件130和第二钳口部件140相对于彼此围绕界定于第一钳口部件130与第二钳口部件140之间的虚拟枢轴点/轴线(大体上称作虚拟枢轴160)旋转。

虚拟枢轴160相应地由第一钳口部件130和第二钳口部件140的第一导槽132和第二导槽142的配置以及相应地由第一滑轮110和第二滑轮120的第一导销114和第二导销124的配置界定，虚拟枢轴160的位置配置成取决于此类配置而改变。虚拟枢轴160可任何合适的位置，在所述位置处相应第一钳口部件130和第二钳口部件140的第一导槽132和第二导槽142以及相应第一滑轮110和第二滑轮120的第一导销114和第二导销124可包含任何合适的配置(例如，相对于末端执行器100的一个或多个其它组件的形状、尺寸和/或位置)。

继续参看图6和图7，在第一模式中的两种移动程度的第二移动程度中，箭头“D2”指示第一钳口部件130和第二钳口部件140围绕相应驱动销114、124的枢转移动。第一钳口部件130和第二钳口部件140中的一个或两个的枢转移动可以是并行的、连续的，和/或以其它方式组合有第一钳口部件130和第二钳口部件140中的一个或两个的旋转移动。枢转和/或旋转移动的量取决于第一钳口部件130和第二钳口部件140中的一个或两个的定向、位置和/或状态。

参看图8和图9，在钳口部件移动的两个模式的第二模式中，提供单个移动程度的第一钳口部件130和第二钳口部件140之间的相对平行移动使第一钳口部件130和第二钳口部件140的组织接触表面138b、148b能够沿着一段相应组织接触表面138b、148b将均匀压力提供到第一钳口部件130与第二钳口部件140之间抓取的组织(未示出)。

现转而参看图10到图13，提供大体上称作末端执行器200的末端执行器的另一实施例。末端执行器200大体类似于末端执行器100且本文中仅在所需程度上加以描述，以描述末端执行器200关于末端执行器100的构造和操作的差异。末端执行器200包含第一可移动部件或滑轮210、第二可移动部件或滑轮220、第一钳口部件230、第二钳口部件240和连接器销150。

连接器销150将第一钳口部件230和第二钳口部件240连接到第一可移动部件210和第二可移动部件220。第一可移动部件210包含从其延伸的第一驱动销212和第一导销214且第二可移动部件220包含从其延伸的第二驱动销222和第二导销224。第一钳口部件230界定第一狭槽232和第一孔234，且第二钳口部件240界定第二狭槽242和第二孔244。

在使用中，第一可移动部件210和第二可移动部件220以顺时针和/或逆时针方向旋转(例如，在如上文所描述的一个或多个连接器部件“CM”的致动时；参见图1B和/或图1C)。当第一可移动部件210和第二可移动部件220旋转时，第一可移动部件210和第二可移动部件220的相应驱动销212、222和导销214、224和第一钳口部件230和第二钳口部件240的相应狭槽232、242和孔234、244布置成使得第一钳口部件230和第二钳口部件240在打开与闭合状态之间移动。在打开状态(图10)中，第一钳口部件230和第二钳口部件240安置成相对于彼此呈平行关系且与末端执行器200的中心纵向轴线“L”呈平行关系。如箭头“F”和“G”所指示，当第一钳口部件230和第二钳口部件240朝向闭合状态(图13)移动时，第一钳口部件230和第二钳口部件240尖端偏移成使得在第一钳口部件230和第二钳口部件240的近侧末端236b、246b彼此接触之前相应第一钳口部件230和第二钳口部件240的组织接触表面236、246的远侧末端236a、246a彼此接触。

现转而参看图14到图17，提供大体上称作末端执行器300的末端执行器的另一实施例。末端执行器300大体类似于末端执行器100、200且本文中仅在所需程度上加以描述，以描述末端执行器300关于末端执行器100、200的构造和操作的差异。末端执行器300包含第一可移动部件或滑轮310、第二可移动部件或滑轮320、第一钳口部件330、第二钳口部件340和连接器销150。

连接器销150将第一钳口部件330和第二钳口部件340连接到第一可移动部件310和第二可移动部件320。第一可移动部件310包含从其延伸的第一驱动销312和第一导销314且第二可移动部件320包含从其延伸的第二驱动销322和第二导销324。第一钳口部件330界定第一狭槽332和第一孔334，且第二钳口部件340界定第二狭槽342和第二孔344。相应第一钳口部件330和第二钳口部件340的狭槽332、342从其近侧末端直线地延伸到其远侧末端，以能够实现第一钳口部件330和第二钳口部件340相对于彼此且相对于末端执行器300的中心纵向轴线“L”的连续平行移动。

在使用中，第一可移动部件310和第二可移动部件320以顺时针和/或逆时针方向围绕连接器销150旋转(例如，在如上文所描述的一个或多个连接器部件“CM”的致动时；参见图1B和/或1C)。当第一钳口部件330和第二钳口部件340在打开与闭合状态之间移动时，第一可移动部件310和第二可移动部件320围绕连接器销150的旋转使第一钳口部件330和第二钳口部件340以与彼此平行的关系移动。如箭头“H”所指示，第一钳口部件330和第二钳口部件340维持与彼此和与末端执行器300的中心纵向轴线“L”的连续平行关系。

现转而参看图图18，提供大体上称作末端执行器400的末端执行器的再一实施例。末端执行器400大体类似于末端执行器100、200、300且本文中仅在所需程度上加以描述，以描述末端执行器400关于末端执行器100、200、300的构造和操作的差异。末端执行器400包含第一可移动部件410、第二可移动部件420、第一钳口部件130、第二钳口部件140和连接器销150。

第一可移动部件410包含第一驱动连杆410a、第一导向连杆410b和第一枢转连杆410c。第一驱动连杆410a和导向连杆410b通过第一枢轴销410e、410d枢转地连接到第一枢转连杆410c。第一驱动连杆410a包含从其延伸的第一驱动销412且第一导向连杆410b包含从其延伸的第一导销414。第一枢转连杆410c界定从其穿过的第一开口410f，所述第一开口410f收纳连接器销150。

第二可移动部件420类似于第一可移动部件410且包含第二导向连杆420a、第二驱动连杆420b和第二枢转连杆420c。第二可移动部件420的第二导向连杆420a和驱动连杆420b通过第二枢轴销420e、420d枢转地连接到第二可移动部件420的第二枢转连杆420c。第二可移动部件420的第二导向连杆420a包含从其延伸的第二导销424。第二可移动部件420的第二驱动连杆420b包含从其延伸的第二驱动销422。第二可移动部件420的第二枢转连杆420c界定从其穿过的第二开口420f，所述第二开口420f收纳连接器销150。

如上文关于末端执行器100所描述，第一钳口部件130和第二钳口部件140相应地界定狭槽132、142和孔134、144。第一钳口部件130的第一狭槽132收纳第二可移动部件420的第二导销424且第二钳口部件140的第二狭槽142收纳第一可移动部件410的第一导销414。第一钳口部件130的第一孔134收纳第一可移动部件410的第一驱动销412且第二钳口部件140的第二孔144收纳第二可移动部件420的第二驱动销422。

在使用中，相应第一可移动部件410和第二可移动部件420的第一导向连杆410a和第二导向连杆410b以及第一驱动连杆420a和第二驱动连杆420b充当和/或可连接到一个或多个连接器部件“CM”(参见例如图1B和/或1C)。如箭头“I”和“J”所指示，相应第一可移动部件410和第二可移动部件420的第一导向连杆410a和第二导向连杆410b以及第一驱动连杆420a和第二驱动连杆420b可轴向移动，以移动第一钳口部件130和第二钳口部件140，如上文关于末端执行器100所描述。在实施例中，第一钳口部件130和第二钳口部件140可替换为第一钳口部件230和第二钳口部件240和/或第一钳口部件330和第二钳口部件340，使得相应第一可移动部件410和第二可移动部件420的第一导向连杆410a和第二导向连杆410b以及第一驱动连杆420a和第二驱动连杆420b的轴向移动实现尖端偏移和/或相对平行移动，如上文关于末端执行器200、300所描述。

简单来说，当相应第一可移动部件410和第二可移动部件420的第一导向连杆410a和第二导向连杆410b以及第一驱动连杆420a和第二驱动连杆420b相对于彼此轴向平移时，相应第一可移动部件410和第二可移动部件420的第一导销412和第二导销414以及第一驱动销422和第二驱动销424使相应第一钳口部件430和第二钳口部件440在打开与闭合状态之间移动。当第一可移动部件410的第一驱动连杆410a在近侧方向上轴向平移时，第一可移动部件410的第一导向连杆410b在远端方向上平移，且反之亦然。类似地，当第二可移动部件420的第二导向连杆420a在近侧方向上平移时，第二可移动部件420的第二驱动连杆420b在远端方向上平移，且反之亦然。

在实施例中，第一钳口部件130和第二钳口部件140可替换为第一钳口部件230和第二钳口部件240和/或第一钳口部件330和第二钳口部件340。举例来说，末端执行器400的第一钳口部件130和第二钳口部件140可替换为第一钳口部件230、330和第二钳口部件240和/或340，使得相应第一可移动部件410和第二可移动部件420的第一导向连杆410a和第二导向连杆410b以及第一驱动连杆420a和第二驱动连杆420b的轴向移动实现尖端偏移和/或相对平行移动，如上文关于末端执行器200、300所描述。

虽然本发明所公开的末端执行器大体上在闭合情形下加以描述，但是可通过逆转上文所描述组件中的一个或多个的运动方向来实现对本发明所描述的末端执行器中的任何一个的打开。

尽管本发明所公开的末端执行器的实施例在本文中关于机器人手术器械而描述，但本文中所描述的末端执行器可经使用和/或修改以结合例如手术抓钳或剪刀的任何合适的手持型器械使用，包含其中施加电能、RF、微波和/或超声波能量的组织切割和固持装置。

所属领域的技术人员应理解，本文中所特定地描述且附图中所示出的结构和方法是非限制性示例性实施例，且应将描述、公开和图式仅仅认作示例性特定实施例。因此，应理解，本公开并不限于所描述的精确实施例，且所属领域的技术人员可在不脱离本公开的范围或精神的情况下实现各种其它改变及修改。另外，可在不脱离本公开的范围的情况下将结合某些实施例所示出或描述的元件和特征与某些其它实施例的元件和特征组合，且此类修改和变化也包含在本公开的范围内。因此，本公开的主题并不受到已特定地示出和描述的内容限制。

Claims (23)

1.一种末端执行器，包括：

第一滑轮，包含第一驱动销和第一导销；

第二滑轮，包含第二驱动销和第二导销；

第一钳口部件，界定第一孔和第一狭槽，所述第一滑轮的所述第一驱动销收纳于所述第一钳口部件的所述第一孔中，所述第二滑轮的所述第二导销收纳于所述第一钳口部件的所述第一狭槽中；

第二钳口部件，界定第二孔和第二狭槽，所述第一滑轮的所述第一导销收纳于所述第二钳口部件的所述第二狭槽中，所述第二滑轮的所述第二驱动销收纳于所述第二钳口部件的所述第二孔中，

其中所述第一钳口部件和所述第二钳口部件可响应于所述第一滑轮和所述第二滑轮中的至少一个的旋转而相对于彼此在打开状态和闭合状态之间移动；以及

连接器销，枢转地连接所述第一滑轮和所述第二滑轮。

2.根据权利要求1所述的末端执行器，其中所述第一钳口部件的所述第一狭槽包含直线部分和弯曲部分。

3.根据权利要求2所述的末端执行器，其中当所述第二滑轮的所述第二导销平移通过所述第一钳口部件的所述第一狭槽的所述直线部分时，所述第一钳口部件以与所述第二钳口部件呈平行关系的方式移动。

4.根据权利要求2所述的末端执行器，其中当所述第二滑轮的所述第二导销平移通过所述第一钳口部件的所述第一狭槽的所述弯曲部分时，所述第一钳口部件围绕所述第一滑轮的所述第一驱动销枢转且围绕界定于所述第一钳口部件与所述第二钳口部件之间的虚拟枢轴旋转。

5.根据权利要求1所述的末端执行器，其中所述第一钳口部件的所述第一狭槽沿着其长度是直线的。

6.根据权利要求1所述的末端执行器，其中所述连接器销延伸于所述第一钳口部件与所述第二钳口部件之间。

7.根据权利要求6所述的末端执行器，其中所述连接器销与所述第一钳口部件和所述第二钳口部件分隔开。

8.根据权利要求2所述的末端执行器，其中所述第二钳口部件的所述第二狭槽包含直线部分和弯曲部分。

9.根据权利要求8所述的末端执行器，其中当所述第一滑轮的所述导销平移通过所述第二钳口部件的所述直线部分时，所述第二钳口部件以与所述第一钳口部件呈平行关系的方式移动。

10.根据权利要求9所述的末端执行器，其中当所述第一滑轮的所述第一导销平移通过所述第二钳口部件的所述第二狭槽的所述弯曲部分时，所述第二钳口部件围绕所述第二滑轮的所述第二驱动销枢转且围绕界定于所述第一钳口部件与所述第二钳口部件之间的虚拟枢轴旋转。

11.根据权利要求5所述的末端执行器，其中所述第二钳口部件的所述第二狭槽沿着其长度是直线的。

12.根据权利要求1所述的末端执行器，其中所述第一钳口部件和所述第二钳口部件定位成朝向彼此尖端偏移。

13.一种所使用的连接到机器人手术系统的末端执行器，所述机器人手术系统包含从所述机器人手术系统的控制装置的电动机延伸的至少一个连接器部件，所述末端执行器包括：

第一可移动部件，包含第一驱动销和第一导销；

第二可移动部件，包含第二驱动销和第二导销；

第一钳口部件，界定第一孔和第一狭槽，所述第一可移动部件的所述第一驱动销收纳于所述第一钳口部件的所述第一孔中，所述第二可移动部件的所述第二导销收纳于所述第一钳口部件的所述第一狭槽中；以及

第二钳口部件，界定第二孔和第二狭槽，所述第一可移动部件的所述第一导销收纳于所述第二钳口部件的所述第二狭槽中，所述第二可移动部件的所述第二驱动销收纳于所述第二钳口部件的所述第二孔中，

其中所述第一可移动部件或所述第二可移动部件中的至少一个连接到所述机器人手术系统的所述至少一个连接器部件，且其中所述第一可移动部件和所述第二可移动部件中的至少一个响应于所述第一可移动部件或所述第二可移动部件中的所述至少一个的移动而旋转，以使所述第一钳口部件和所述第二钳口部件中的至少一个相对于所述第一钳口部件和所述第二钳口部件中的另一个在打开状态与闭合状态之间移动。

14.根据权利要求13所述的末端执行器，其中所述第一钳口部件的所述第一狭槽包含直线部分和弯曲部分。

15.根据权利要求14所述的末端执行器，其中当所述第二可移动部件的所述第二导销平移通过所述第一钳口部件的所述第一狭槽的所述直线部分时，所述第一钳口部件以与所述第二钳口部件呈平行关系的方式移动。

16.根据权利要求15所述的末端执行器，其中当所述第二可移动部件的所述第二导销平移通过所述第一钳口部件的所述第一狭槽的所述弯曲部分时，所述第一钳口部件围绕所述第一可移动部件的所述第一驱动销枢转且围绕界定于所述第一钳口部件与所述第二钳口部件之间的虚拟枢轴旋转。

17.根据权利要求13所述的末端执行器，其中所述第一钳口部件的所述第一狭槽沿着其长度是直线的。

18.根据权利要求14所述的末端执行器，其中所述第二钳口部件的所述第二狭槽包含直线部分和弯曲部分。

19.根据权利要求18所述的末端执行器，其中当所述第一可移动部件的所述第一导销平移通过所述第二钳口部件的所述直线部分时，所述第二钳口部件以与所述第一钳口部件呈平行关系的方式移动。

20.根据权利要求19所述的末端执行器，其中当所述第一可移动部件的所述第一导销平移通过所述第二钳口部件的所述第二狭槽的所述弯曲部分时，所述第二钳口部件围绕所述第二可移动部件的所述第二驱动销枢转且围绕界定于所述第一钳口部件与所述第二钳口部件之间的虚拟枢轴旋转。

21.根据权利要求17所述的末端执行器，其中所述第二钳口部件的所述第二狭槽沿着其长度是直线的。

22.根据权利要求13所述的末端执行器，其中所述第一可移动部件或所述第二可移动部件中的至少一个包含第一连杆和第二连杆，所述第一连杆和所述第二连杆可相对于彼此轴向移动以使所述第一钳口部件和所述第二钳口部件能够在打开状态与闭合状态之间移动。

23.根据权利要求13所述的末端执行器，其中所述第一可移动部件或所述第二可移动部件中的至少一个包含滑轮。