CN110719757B - 具有扭锁式电池连接的手术系统 - Google Patents
具有扭锁式电池连接的手术系统 Download PDFInfo
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Abstract
手术系统包括手持件和电池。该手持件包括本体、手持件控制器和具有第一耦合器、手持件电压端子和手持件数据端子的手持件连接器。电池具有壳体、电池单体、电池控制器和电池连接器,其具有可旋转地接合第一耦合器的第二耦合器、电池电压端子和电池数据端子。在初始辐射位置处,第二耦合器接收第一耦合器并允许旋转至第一紧固辐射位置和第二紧固辐射位置。从初始辐射位置到第一紧固辐射位置的旋转接合电压端子,以在电池单体与手持件控制器之间传递电力,而到第二紧固辐射位置的旋转接合数据端子,以在控制器之间传输数据、同时保持电压端子之间的接合。
Description
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2017年6月9日提交的美国临时专利申请No.62/517,331的优先权和所有权益,在此通过引用其全部内容并入本文。
背景技术
常规的医学和手术程序一般涉及使用电池供电的手术系统,诸如钻子、矢状锯和其他工具,其允许手术医生接近和操纵手术部位,其与电源、控制台及类似物的系绳连接是不期望的。这种类型的手术工具往往配置为可释放地附接到可充电电池组,该可充电电池组向工具提供动力源,直到其电荷耗尽。工具和电池组典型地都被设计为可多次使用,并且被制造为允许在两次使用之间进行清洁和消毒。
应当理解,单个电池组中的电荷对于某些操作来说可能是不够的,诸如那些涉及使用工具进行大量钻孔或切割的操作。在这种情况下,当一个电池组中的电荷耗尽时,手术医生将从工具中移动出耗尽的电池组,然后在继续执行操作之前将另一个已充电的电池组附接到工具。然后可以将耗尽的电池组清洁、消毒、重新充电,并在其他操作中重新使用。
尽管常规的电池供电的手术系统对于它们的预期用途来说一般表现良好,但是从工具上移除电池组的过程可能是困难的,特别是因为工具和电池组往往被设计成密封或紧密地相互接合,用以防止在使用过程中无意间断开连接或损坏电触点、减少振动和噪音、并有助于防止污染物进入工具和电池组之间。因此,移除电池组有时会导致损坏工具或电池组的一部分,进而可能导致安全和/或处理方面问题。相应地,在本领域中仍然需要解决这些缺陷中的一个或多个。
附图说明
将容易理解本文公开的实施方式的优点,因为在阅读下文中结合附图的描述之后,其将被更好地理解。
图1是根据一个实施方式的系统的透视图,其包括连接到电池的手持件。
图2是图1的系统的透视图,示出了电池从手持件间隔开,并相邻于示意性示出的适配为连接到电池附加模块。
图3是使用者的右侧视图,该使用者佩戴由电池供电的手持件并采用图2的模块中的一个。
图4是图1-3的电池的顶视图,示出了根据一个实施方式的电池具有电池连接器。
图5示出了图4的电池连接器的附加细节的局部透视图。
图6是图1-5的电池的局部分解透视图,示出了电池连接器、释放机构、密封件、电池控制器、电池单体和壳体部件对。
图7是示出了图6的电池连接器、释放机构和壳体部件中的一个的部分的底部透视图。
图8是图1-2的手持件的底视图,示出了根据一个实施方式的手持件连接器。
图9示出了图8的手持件连接器的附加细节的局部透视图。
图10是图8-9的手持件的部分分解透视图,示出了手持件连接器、偏压元件对和手持件控制器。
图11A是图1-7的电池的透视图。
图11B是图11A的电池的另一个透视图,示出了图1-2和图8-10的位于电池上方的手持件,并且手持件连接器在初始辐射位置处面向电池连接器并与其对齐。
图11C是图11B的电池和手持件的另一透视图,示出了手持件连接器在初始辐射位置处接合电池连接器。
图11D是图11C的电池和手持件的另一透视图,示出了手持件连接器相对于电池连接器从初始辐射位置旋转到一个紧固辐射位置。
图11E是图11D的电池和手持件的另一透视图,示出了手持件连接器相对于电池连接器进一步旋转到另一紧固辐射位置。
图12A是描绘图11A的电池连接器的示意图。
图12B是描绘在图11C示出的手持件连接器在初始辐射位置处接合电池连接器的示意图。
图12C是描绘图12B的手持件连接器接合电池连接器的另一示意图,示出了手持件连接器相对于电池连接器从初始辐射位置旋转到一个紧固辐射位置。
图12D是描绘图12C的手持件连接器接合电池连接器的另一示意图,示出了手持件连接器相对于电池连接器进一步旋转到另一紧固辐射位置。
图12E是描绘图12D的手持件连接器接合电池连接器的另一示意图,示出了手持件连接器相对于电池连接器进一步旋转到另一紧固辐射位置。
图13是图12B-12E的电池连接器和手持件连接器的示意图,所述电池连接器和手持件连接器定位成未接合且彼此相邻。
图14A是示出了图8的手持件连接器的手持件端子与图4的电池连接器的电池端子间隔开的透视图。
图14B是图14A的手持件端子和电池端子的另一透视图,示出了手持件端子配置为与电池端子相邻。
图14C是图14B的手持件端子和电池端子的另一透视图,示出了手持件接合电池端子。
图15A是描绘图8的手持件连接器的一部分的示意图,所述手持件连接器定位成相邻于图6的电池的电池连接器、释放机构和壳体部件的各部分。
图15B是描绘图15A的手持件连接器和电池的部分的另一示意图,示出了图11C所示的在初始辐射位置处手持件连接器相邻于释放机构。
图15C是描绘图15B的手持件连接器和电池的部分的另一示意图,示出了在图11E所示的紧固辐射位置处释放机构被偏压成接合手持件连接器。
具体实施方式
参照附图,贯穿多个视图,相似的标号用于表示相似的结构。
如本文所使用的,单词“接收”及其变体(例如,过去时、现在时)描述各部件之间的机械关系并包括其中一个部件至少部分地配合在另一部件内的关系,而与哪个部件配合在哪个部件内部无关,即,公部件可接收母部件,而母部件可接收公部件。如本文所用,术语“辐射(radial)位置”及其变体(例如,辐射地间隔开)是指取决于一部件相对于所建立的参考点(例如,第二部件)的相对旋转取向的位置,其中,辐射位置是可替代地表征为圆周位置或角位置。
手术系统包括手持件和可高压灭菌电池。手持件包括本体、手持件控制器和手持件连接器。手持件连接器可操作地耦合到本体并包括分别连接到手持件控制器的手持件电压端子和手持件数据端子,和第一耦合器。可高压灭菌电池包括壳体、用于存储电荷的可充电电池单体、电池控制器和可操作地耦合到壳体的电池连接器。电池连接器包括分别连接到电池控制器的电池电压端子和电池数据端子,和第二耦合器,该第二耦合器配置成可旋转地接合第一耦合器。第二耦合器还配置为在初始辐射位置处沿轴线接收第一耦合器。第二耦合器还配置为在初始辐射位置中允许电池和手持件之间的相对轴向运动。所述相对轴向运动允许电池相对于手持件从初始辐射位置旋转到第一紧固辐射位置和第二紧固辐射位置,在第一紧固辐射位置和第二紧固辐射位置处电池和手持件之间的相对轴向运动被限制。手持件端子和电池端子布置成使得从初始辐射位置到第一紧固辐射位置的旋转使手持件电压端子与电池电压端子接合,以在电池单体和手持件控制器之间传递电力。从第一紧固辐射位置到第二紧固辐射位置的旋转使手持件数据端子与电池数据端子接合,以在电池控制器和手持件控制器之间传输数据、同时保持手持件电压端子与电池电压端子之间的接合。
手术系统包括手持件和可高压灭菌电池。手持件用于执行手术程序。手持件包括本体、用于操作手持件的手持件控制器和手持件连接器。手持件连接器可操作地耦合到本体并包括第一耦合器、手持件电力端子和手持件数据端子。可高压灭菌电池用于为手持件提供电源。电池包括壳体、用于存储电荷的电池单体、电池控制器以及可操作地耦合到壳体的电池连接器。电池还包括配置成可旋转地接合第一耦合器的第二耦合器、电池电力端子和电池数据端子。第二耦合器还配置为在初始辐射位置处接收手持件连接器的第一耦合器。第二耦合器还配置为在初始辐射位置中允许电池和手持件之间的相对轴向运动。所述相对轴向运动允许电池相对于手持件从初始辐射位置旋转到第一紧固辐射位置和第二紧固辐射位置,在第一紧固辐射位置和第二紧固辐射位置处电池和手持件之间的相对轴向运动被限制。手持件端子和电池端子布置成使得从初始辐射位置到第一紧固辐射位置的旋转使手持件电力端子与电池电力端子接合,以在电池单体和手持件控制器之间传输电力。从第一紧固辐射位置到第二紧固辐射位置的旋转使手持件数据端子与电池数据端子接合,以在电池控制器和手持件控制器之间传输数据、同时保持手持件电力端子与电池电力端子之间的接合。
手术系统可以进一步使手持件电力端子和手持件数据端子以手持件端子弧长围绕所述轴线彼此辐射地间隔开。电池电力端子和电池数据端子可以以电池端子弧长围绕所述轴线彼此辐射地间隔开,所述电池端子弧长不同于所述手持件端子弧长。
手术系统可进一步包括充电器,所述充电器用于在电池单体中存储电荷。
手术系统包括模块和可高压灭菌电池。该模块包括本体、模块控制器和模块连接器。所述模块连接器可操作地耦合到本体并包括第一耦合器、第一模块端子、第二模块端子和第三模块端子。可高压灭菌电池包括壳体、用于存储电荷的电池单体、电池控制器和电池连接器。该电池连接器可操作地耦合到壳体。电池连接器包括配置为可旋转地接合第一耦合器的第二耦合器、第一电池端子、第二电池端子和第三电池端子。第二耦合器还配置成在初始辐射位置处接收模块连接器的第一耦合器,在所述初始辐射位置处允许电池与模块之间的相对轴向运动。第二耦合器配置成允许电池相对于模块从初始辐射位置旋转到第一紧固辐射位置和到第二紧固辐射位置,在第一紧固辐射位置和第二紧固辐射位置处电池和模块之间的相对轴向运动被限制。模块端子和电池端子布置成使得从初始辐射位置到第一紧固辐射位置的旋转使第一模块端子与第一电池端子接合。所述模块端子和电池端子还布置成使得从第一紧固辐射位置到第二紧固辐射位置的旋转使第二模块端子与第二电池端子接合、同时保持第一模块端子和第一电池端子之间的接合。
手术系统包括模块和可高压灭菌电池。该模块包括本体、模块控制器和可操作地耦合到所述本体的模块连接器。所述模块连接器包括第一耦合器、第一模块端子、第二模块端子和第三模块端子。可高压灭菌电池包括壳体、用于存储电荷的电池单体、电池控制器和电池连接器。该电池连接器可操作地耦合到壳体。电池连接器包括可旋转地接合到第一耦合器的第二耦合器、第一电池端子、第二电池端子和第三电池端子。第二耦合器还配置成在初始辐射位置处接收模块连接器的第一耦合器,在所述初始辐射位置处允许电池与模块之间的相对轴向运动。第二耦合器还配置成允许电池相对于模块从初始辐射位置旋转到第一紧固辐射位置和到第二紧固辐射位置,在第一紧固辐射位置和第二紧固辐射位置处电池与模块之间的相对轴向运动被限制。模块端子和电池端子布置成使得从初始辐射位置到第一紧固辐射位置的旋转使第一模块端子与第一电池端子接合,并使得第三模块端子与第三电池端子接合,并且从第一紧固辐射位置到第二紧固辐射位置的旋转使第二模块端子与第二电池端子接合、同时保持第一模块端子和第一电池端子之间以及第三模块端子和第三电池端子之间的接合。
所述模块可以进一步限定为用于执行手术程序的手持件。
可替代地,所述模块可以进一步限定为用于在电池单体中存储电荷的充电器。
手术系统包括手持件和电池。手持件用于执行手术程序。该手持件包括本体、用于操作手持件的手持件控制器以及可操作地耦合到本体的手持件连接器。所述本体包括第一耦合器、手持件电力端子和手持件数据端子。电池用于向手持件提供电源。该电池包括壳体、用于存储电荷的电池单体、电池控制器和电池连接器。所述电池连接器可操作地耦合到电池壳体并包括可旋转地接合第一耦合器的第二耦合器、电池电力端子和电池数据端子。电池连接器的第二耦合器还配置为沿轴线接收手持件连接器的第一耦合器。手持件电力端子和手持件数据端子以手持件端子弧长围绕轴线彼此辐射地间隔开。电池电力端子和电池数据端子以电池端子弧长围绕轴线彼此辐射地间隔开,所述电池端子弧长不同于所述手持件端子弧长。
手持件连接器可进一步包括从第一耦合器向外延伸的突片。电池连接器可进一步包括槽,所述槽成形为相邻于第二耦合器,以在初始辐射位置处接收手持件连接器的突片,从而允许电池相对于手持件在初始辐射位置与第一和第二紧固辐射位置之间的旋转。
电池连接器的槽包括:轴向部分,其在初始辐射位置处接收手持件连接器的突片,和辐射部分,所述辐射部分相邻于所述轴向部分,以在多个紧固辐射位置中接收突片。
电池连接器的槽的辐射部分可限定槽紧固表面。手持件连接器的突片可限定突片紧固表面,该突片紧固表面布置为当突片设置在槽的辐射部分中时相邻于所述槽紧固表面。
手持件连接器的突片可包括过渡倒角,所述过渡倒角成形为便于从初始辐射位置向第一和第二紧固辐射位置运动。
手持件连接器可以进一步包括从第一耦合器向外延伸的第一突片和从第一耦合器向外延伸的第一突片间隔开的第二突片。电池连接器还可包括第一槽,其形成为相邻于第二耦合器以在初始辐射位置处接收手持件连接器的第一突片,以及第二槽,其形成为相邻于第二耦合器并与第一槽间隔开,以在初始辐射位置处接收手持件连接器的第二突片。
电池连接器的第二槽的形状可以成形为不同于第一槽,以防止手持件连接器的第一突片被接收在第二槽内。
电池连接器的第二槽可以小于第一槽,以防止手持件连接器的第一突片被接收在第二槽内。
手持件连接器的第一耦合器可以进一步配置为由电池连接器的第二耦合器沿轴线接收。手持件连接器的第一和第二突片可围绕轴线彼此辐射地间隔开,以防止手持件连接器的第一突片被接收在电池连接器的第二槽内。
手持件连接器的第一耦合器可包括外部第一耦合器表面和内部第一耦合器表面,其延伸到第一耦合器端部。
电池连接器的第二耦合器可包括第二耦合器构件和第二耦合器通道。该第二耦合器构件可限定第二耦合器构件表面,所述第二耦合器构件表面成形为接合手持件连接器的内部第一耦合器表面。所述第二耦合器通道可成形为相邻于第二耦合器构件并可限定内部通道表面,该内部通道表面成形为接合手持件连接器的外部第一耦合器表面。
电池连接器的第二耦合器构件可延伸到第二耦合器端部。第一接收件可形成在第二耦合器端部中以容纳电池电力端子。第二接收件可形成在第二耦合器端部中以容纳电池数据端子。
电池端子各自朝向第二耦合器端部延伸到相应的电池端子端部。
电池端子端部可以与第二耦合器端部间隔开。
电池端子间隙被限定在电池端子端部与第二耦合器端部之间。
手持件连接器的内部第一耦合器表面可限定插口部分。手持件端子可设置在插口部分中。
手持件端子可各自朝向第一耦合器端部延伸到相应的手持件端子端部。
手持件端子端部可与第一耦合器端部间隔开,并且可以在其之间限定手持件端子间隙。
手持件端子间隙可被限定在手持件端子端部与第一耦合器端部之间。
手持件端子可各自具有大致弧状矩形轮廓。
电池端子可各自包括一对臂,所述一对臂布置成在其之间接收手持件端子中的一个。
电池端子中的每一个的臂可以被弹性地朝向彼此偏压。
电池端子中的每一个的臂可包括多个指件,每个指件布置成接合手持件端子中的一个。
耦合器可布置成使得围绕轴线从初始辐射位置到紧固辐射位置的预定旋转约束电池和手持件之间的相对轴向运动。
手持件连接器可以进一步包括手持件接地端子,并且电池连接器可以进一步包括电池接地端子。手持件接地端子和电池接地端子可以布置成使得从初始辐射位置到第一紧固辐射位置的旋转使手持件接地端子与电池接地端子接合,以将手持件控制器和电池单体接地。
手持件连接器可以进一步包括第二手持件电压端子。电池连接器可以进一步包括第二电池电压端子。所述第二手持件电压端子和第二电池电压端子可以布置成使得从初始辐射位置到第一紧固辐射位置的旋转使第二手持件电压端子与第二电池电压端子接合。
手持件连接器还可包括锁扣,所述锁扣布置成相邻于第一耦合器。电池还包括释放机构,该释放机构支撑在壳体中并限定闩锁,所述闩锁成形为在各紧固辐射位置中的一个中接合所述锁扣,以约束从该紧固辐射位置的旋转。
手持件连接器的第一耦合器可成形为在初始辐射位置处接合抵靠释放机构的闩锁,以压缩释放偏压元件,直到从初始辐射位置朝向各紧固辐射位置中的一个的旋转使闩锁与锁扣接合。
电池可进一步包括插入在壳体和释放机构之间的释放偏压元件,该释放偏压元件布置成促使闩锁与锁扣接合。
一种使用手术系统的方法包括:提供手持件、提供可高压灭菌电池、定位电池连接器、移动电池连接器和旋转电池。手持件包括手持件连接器,该手持件连接器限定一轴线。可高压灭菌电池包括电池连接器,该电池连接器配置为可释放地附接到手持件连接器。所述电池连接器沿轴线放置。电池连接器移动到在初始辐射位置处与手持件连接器轴向接合。电池相对于手持件围绕轴线从初始辐射位置旋转到紧固辐射位置,以将电池紧固到手持件。
一种使用手术系统的方法包括:提供手持件、提供可高压灭菌电池、定位电池连接器、移动电池连接器和旋转电池。手持件包括手持件连接器,所述手持件连接器包括手持件电压端子和手持件数据端子。手持件连接器还限定一轴线。可高压灭菌电池包括电池连接器,该电池连接器包括电池电压端子和电池数据端子。电池连接器配置为可释放地附接到手持件连接器。电池连接器沿轴线放置。该电池连接器移动到在初始辐射位置处与手持件连接器轴向接合。电池相对于手持件围绕轴线从初始辐射位置旋转到第一紧固辐射位置,使电池电压端子与手持件电压端子接合。电池旋转到第二紧固辐射位置,使电池数据端子与手持件数据端子接合。第二紧固辐射位置大于第一紧固辐射位置。电池旋转到最终紧固辐射位置,该最终紧固辐射位置大于第二紧固辐射位置,以将电池紧固到手持件。
该方法可以进一步包括旋转电池和移动电池连接器。电池可以相对于手持件围绕轴线从紧固辐射位置旋转到初始辐射位置。可以在初始辐射位置处将电池连接器移动出与手持件连接器的轴向接合,以从手持件中移除电池。
该方法可以进一步包括:提供包括不对称表面的电池壳体。
该方法可以进一步包括:提供位于所述电池壳体中的释放机构,其中所述释放机构的按钮置于所述不对称表面上。
在图1中示出了用于将模块32可释放地紧固到电池34的手术系统30。如下文中更详细地描述的,手术系统30配置为便于电池34和不同类型的模块32之间的物理连接和电连接,被采用以用于以“扭锁”方式用于手术或医疗程序。
如图2所示,模块32可包括用于执行手术程序的手持件36、部分示意性示出的用于将电荷存储在电池34中的充电器38、或者包括部分示意性示出的由电池34供电以及另外适配为医疗专业人员使用的器械40。在图3示出的代表性实施方式中,器械40是系留式手术头戴装置,其采用由电池34供电的空气循环系统42。然而,如从下面对手术系统30的进一步描述中将会理解的,可以考虑其他类型的通过电池34供电的器械40。作为非限制性示例,器械40可包括灯、照相机、扬声器、麦克风、传感器等。为了清楚和一致的目的,模块32的后续描述将大致参照手持件36进行,所述手持件在整个附图中进行了绘制并且在下面进行了更详细的描述。因此,除非另外指出,否则本文描述的手持件36的各种部件和特征的描述也适用于其他类型的模块32。
在本文所示的实施方式中,手术系统30的各个部件中的一个或多个或甚至全部是“可灭菌的”、“可高压灭菌的”,或其他能够承受高压灭菌器中的重复蒸汽灭菌,经受诸如134摄氏度的温度持续3分钟。可以考虑其他灭菌或高压灭菌循环参数。
手术系统30的部件还可被配置成承受在清洁医疗/手术设备中使用的化学清洁剂。在其他实施方式中,电池34和手持件36可被配置成承受对于医疗设备的所有已知的消毒和去污方法,或仅承受特定的消毒方法和/或特定的去污方法。在一个实施方式中,“承受”是指经受去污条件而没有熔化、变形或分解。某些去污方法可包括手动清洗、自动清洗(诸如使用热消毒剂)、蒸汽消毒、低温消毒(诸如)、化学消毒(例如,接触点)、化学和机械清洁(诸如使用去污剂和超细纤维材料)等。
电池34配置为经由蒸汽灭菌、过氧化氢灭菌或其他合适的灭菌技术进行灭菌。“灭菌”是指,一旦处理完成,电池34具有至少10-6的灭菌保证水平(SAL)。这意味着在灭菌物品上存在一种活微生物的机会是百万分中的一个或更少。灭菌的定义是在ANSUAAMI ST35-1966“Safe handling and biological decontaminiation of medical devices inhealth care facilities and nonclinical setting”中提出的定义。对于可替代应用,如果一旦完成该过程,电池34的SAL至少为10-4,则“灭菌”过程就足够了。应当理解,在一些实施方式中,可以使用其他标准来定义术语“灭菌”。
现在参考图1-10,如上所述,手持件36用于执行手术程序并经由电池34供电。应该理解,手持件36可以是适配为与手术程序结合使用的任何类型或配置。通过非限制性示例,手持件36可以被实现为钻、矢状锯、吻合器等。手持件36一般包括本体44、手持件控制器46(见图10)和手持件连接器48。下面将对这些部件中的每一个进行更详细的描述。
手持件36的本体44具有大致手枪形轮廓,其带有把手50和底盘52。手持件连接器48(诸如利用一个或多个紧固件54)可操作地耦合到把手50(如图8中所示),并且配置为可释放地附接到电池34,如下面更详细地描述的。本体44的底盘52支撑接口56,该接口配置为可释放地紧固工具附件,诸如切割工具、钻头、骨钻、锯、刀片、钉盒等。因为在整个附图中通用地示出了手持件36,所以本领域普通技术人员将理解,取决于手持件36的具体配置,接口56可包括卡盘、往复头、钉驱动器等。
如图10所示,手持件36往往还包括马达58和输入控件60,它们中的每一个都设置成与手持件控制器46电连通,后者又支撑在本体44中。输入控件60具有触发器式配置,响应于手术医生的致动,并与手持件控制器46联通。马达58耦合到接口56并配置为选择性地生成旋转扭矩,以响应从手持件控制器46接收的命令、信号等。因此,当手术医生致动输入控件60以操作手持件36时,手持件控制器46将来自电池34的电力引导到马达58,所述马达进而驱动接口56。本领域普通技术人员将理解,本体44、手持件控制器46、接口56、马达58和输入控件60均可以以许多不同的足以经由电池34供电来促进手持件36操作的方式配置。
如上所述,电池34向手持件36提供电源。为此,如图6中最佳示出,电池34一般包括壳体62、用于存储电荷的可充电电池单体64、电池控制器66和电池连接器68,所述电池连接器可操作地耦合到壳体62并配置为可释放地连接到手持件连接器48。下面将更详细地描述这些部件中的每一个。在本文所示的代表性实施方式中,电池34的壳体62包括第一和第二壳体部件62A、62B,其协作以支撑电池34的各个部件。在所示实施方式中,第一壳体部件62A还限定电池连接器68的某些部分。然而,本领域普通技术人员将从下面的后续描述中意识到,电池连接器68可以形成为与壳体62分开并可操作地耦合。
将理解的是,第一和第二壳体部件62A、62B可以以足以形成能够经受反复灭菌的无缝结合的多种不同方式彼此附接,诸如使用互锁结构特征、紧固件、粘合剂、焊接等。此外,由可灭菌的(例如,可高压灭菌、可无菌灭菌的)和/或可压缩的材料(例如,EDPM橡胶或硅橡胶)形成的一个或多个垫圈、密封件、O形圈等可以放置在第一和第二壳体部件62A、62B之间,以在其之间形成气密屏障。应当理解,电池34的壳体62可包括适合于高压灭菌循环的材料,包括但不限于聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚苯砜等。图6中描绘了一种类型的密封件61。可以考虑其他类型和布置的密封件。
尽管许多类型的电池34包括可消毒、密封并在其中支撑电池单体64的壳体62、电池控制器66和电池34的其他部件,但是应当理解,电池34可以在某些实施方式中的设计不同。例如,电池34可以被实现为“无菌电池”,其采用具有电路板的不可消毒的电池单体集合,该电路板支撑电部件,诸如电池单体调节器、FETS、电阻器、电容器和处理器等。在此,电池单体集合可以可拆卸地安装在可消毒的壳体中。一旦将电池单体集合配合在壳体中,则密封壳体以将电池单体集合封装在无菌外壳中。对无菌电池组件的结构的进一步理解可以从美国专利No.7,705,559/PCT公开号WO2007/090025 A1中获取,其内容通过引用并入本文。还参见2005年10月21日提交的“SYSTEM AND METHOD FOR RECHARGING A BATTERYEXPOSED TO A HARSH ENVIRONMENT”,其内容公开在美国专利公开号2007/0090788中,其通过引用并入本文。
在所示的实施方式中,电池34包括协作以限定电池组70的多个电池单体64。应当理解,电池单体64可以以不同的方式布置以实现电池组70的特定功率输出要求,诸如通过串联连接每个电池单体64,以使电池组70上的电势差增加到超过单个电池单体64上的电势差。然而,本领域普通技术人员将理解,电池34可以采用任何合适数量的离散电池单体64和/或电池单体64的电池组70,以足以向手持件36提供电源的任何适当方式布置或设置,这包括并联连接在一起的电池单体64。此外,将理解,电池单体64可以是足以存储电荷的任何类型或配置。电池单体64可以被实现为“高温”电池单体64,其配置为在消毒循环期间维持功能性而不受损。例如,电池单体64可以是任何合适的镍或锂化学电池,包括但不限于锂离子陶瓷电池、锂铁磷氧氮化物电池、锂锡磷硫化物电池等。电池单元64可包括热绝缘件以最小化在消毒循环期间引起的损坏。热绝缘件可包括气凝胶,诸如聚酰亚胺、二氧化硅或碳气凝胶。
电池单体64的电池组70设置成与电池控制器66电连通,所述电池控制器又设置成与电池连接器68电连通。这里,应当理解,可以以多种不同方式实现电连通,诸如通过焊接、布线、导电材料之间的物理接触等。在图6所示的实施方式中,电池控制器66布置在电路板72上,该电路板配置成经由电池带(例如,导电材料的薄片,未示出)电连接到电池单体组70。所述带可以固定地电连接(例如,焊接、钎焊)到组70。所述带可以接合电路板72上的电接触垫(未示出),用于组70和电路板72之间的电连接。该接触垫可以布线到电池连接器68(线未示出)。可以考虑其他布置。例如,电池控制器66可以与电路板72间隔开。类似地,虽然在所示的实施方式中电路板72耦合到组70,但是电路板72可以与组70间隔开并分开安装到壳体62。
手持件控制器46(参见图10)和电池控制器66(参见图6)协作以在使用中实现手持件36的操作。在一些实施方式中,手持件控制器46配置为基于电池34和/或手持件36的不同的操作条件、参数等来促进手持件36的操作。作为非限制性示例,手持件控制器46可以配置为基于电池34的状态条件(诸如电压、电流消耗、内部电阻、充电周期数、自先前充电以来的时间量等)以及识别电池34或与其他电池34区别的特性,诸如制造或服务日期、序列号或产品号、固件版本、充电容量等,约束、限定或以其他方式调节手持件36的操作。为此,手持件控制器46具有手持件电力连接46P、手持件接地连接46G和手持件数据连接46D;并且电池控制器66具有相应的电池电力连接66P、电池接地连接66G和电池数据连接66D。手持件连接器46P、46G、46D配置为当经由手持件连接器48和电池连接器68之间的接合将手持件36适当地紧固到电池34时,所述手持件连接器46P、46G、46D分别置于与电池连接器66P、66G、66D电连通,如下文中更详细地描述的。
一些电池34还设置有补充部件,诸如内部传感器、数据收集电路、存储器、控制处理器等。这些部件可以监视电池34所暴露的环境、存储关于电池34的使用的数据,或者存储关于电池34所连接到的手持件36的数据。当电池34设置有这些补充部件中的一个时,可以通过电池数据连接66D从补充部件接收信号和/或将信号传输到所述补充部件。申请人已经在2000年1月25日发布的美国专利号6,018,227,“BATTERY CHARGER ESPECIALLY USEFULWITH STERILIZABLE RECHARGEABLE BATTERY PACKS”和在2007年4月26日公开的美国专利号9,419,462 B2/PCT公开号WO 2007/050439 A2,“SYSTEM AND METHOD FOR RECHARGING ABATTERY EXPOSED TO A HARSH ENVIRONMENT”中公开了包括这些类型的补充部件的电池,其全部内容通过引用合并于此。
虽然本文示出的代表性实施方式旨在通过手持件连接器48和电池连接器68的物理接触来促进手持件36和电池34之间的电通信,但是应当理解,可以以多种不同方式实现电通信。通过非限制性示例,可以使用配置为无线交换数据和/或信息的发送器和接收器来实现手持件数据连接46D和电池数据连接66D之间的电通信。为此,可以使用近场通信(NFC)、射频识别(RFID)、等中的一个或多个来促进手持件36的手持件数据连接46D和电池34的电池数据连接66D之间的无线通信。
如以下更详细地描述的,手持件连接器48和电池连接器68之间的物理接触被用于经由手持件和电池电力连接46P、66P以及手持件和电池接地连接46G、66G来促进从电池34到紧固的手持件36的电力传输。所述物理接触还可以用于对电池34充电,其中模块32是充电器38,该充电器以与手持件连接器48(见图2)相同的方式连接到电池连接器68。但是,本领域普通技术人员将理解,可以以不同的方式对电池34进行充电,诸如不使用与电池连接器68接触的充电器38的物理电连接。作为非限制性示例,电池34可以采用配置为促进无线感应充电的充电线圈(未示出)。可以考虑其他配置。
如上所述,手术系统30配置为以“扭锁”方式经由电池连接器68和手持件连接器48促进在电池34和手持件36之间的物理和电连接。为此,如图8-10最佳所示,手持件连接器48包括第一耦合器74、第一手持件端子76A、第二手持件端子76B和第三手持件端子76C。第一手持件端子76A和第三手持件端子76C可替代地分别表征为手持件电力端子76A和手持件接地端子76C。又可替代地,端子76A和76C一般可以识别为手持件电压端子76A和76C。第二手持件端子76B可替代地识别为手持件数据端子76B。类似地,如图4-6最佳所示,电池连接器68包括配置为可旋转地接合第一耦合器74的第二耦合器78、第一电池端子80A、第二电池端子80B和第三电池端子80C。第一电池端子80A和第三电池端子80C可替代地分别表征为电池电力端子80A和电池接地端子80C。又可替代地,端子80A和80C一般可以识别为电池电压端子80A和80C。第二电池端子80B可替代地识别为电池数据端子80B。这些部件的每一个将在下面更详细地描述。
现在参考图11A-11E,顺序地描绘某些步骤,以实现电池34和手持件36之间的“扭锁”连接。图11A示出了电池34的透视图,其中,电池连接器68的第二耦合器78限定轴线AX,电池端子80A、80B、80C布置为围绕所述轴线AX。图11B示出了手持件36,其位于电池34上方,其中,手持件连接器48的第一耦合器74关于轴线AX对齐并且布置在相对于电池连接器68的初始辐射位置IRP处。图11C示出了手持件36沿轴线AX朝电池34移动,同时其仍然保持在初始辐射位置IRP中(比较图11C和图11B)。如下面更详细地描述的,第二耦合器78配置成在初始辐射位置IRP处接收第一耦合器74并允许在初始辐射位置IRP处电池34和手持件36之间沿轴线AX的相对轴向运动。
一旦电池连接器68在初始辐射位置IRP处接收手持件连接器48,如图11C所示,则允许电池34相对于手持件36从初始辐射位置IRP旋转到多个不同的紧固辐射位置(如图11D-11E中所示),其中,电池34和手持件36之间的相对轴向运动被限制,包括第一紧固辐射位置SRP1(见图11D和图12C)、第二紧固辐射位置SRP2(见图12D)以及最终紧固辐射位置SRPF(见图11E和图12E),以下将结合图12A-12E对其进行更详细的描述。可以考虑其他紧固位置。
在整个附图中示出的代表性实施方式中,由出现在第一手持件端子76A和第一电池端子80A之间的初始接合限定第一紧固辐射位置SRP1(见图12C),并且由出现在第二手持件端子76B和第二电池端子80B之间的初始接合限定第二紧固辐射位置SRP2(见图12D)。但是,从下面的后续描述中可以理解,基于手持件连接器48和电池连接器68之间任何合适定向,可以以多种不同方式限定第一和第二紧固辐射位置SRP1、SRP2,其中,电池34和手持件36之间的相对轴向运动被限制。
现在参考图4-12E,手持件连接器48的手持件端子76A、76B、76C以及电池连接器68的电池端子80A、80B、80C均布置成使得从初始辐射位置IRP(其中,第二耦合器78接收第一耦合器74)(见图12B)到第一紧固辐射位置SRP1(见图12C)的旋转使第一手持件端子76A与第一电池端子80A接合,并且从第一紧固辐射位置SRP1(见图12C)到第二紧固辐射位置SRP2(见图12D)的旋转使第二手持件端子76B与第二电池端子80B接合、同时保持第一手持件端子76A与第一电池端子80A之间的接合。因此,在电池34相对于手持件36旋转期间,各第一端子76A、80A的接合发生在各第二端子78B、80B的接合之前。在所示的实施方式中,各第三端子76C、80C的接合与各第一端子76A、80A的接合同时发生,也因此同样发生在各第二端子78B、80B的接合之前。
应当理解,上文描述的各端子76A、76B、76C、80A、80B、80C的布置确保手持件36与电池34之间的电通信以特定顺序发生。作为非限制性示例,在一个实施方式中,第一手持件端子76A(即手持件电力端子)电耦合到手持件电力连接46P,并且第一电池端子80A(即电池电力端子)电耦合到电池电力连接66B;第二手持件端子76B(即手持件数据端子)电耦合到手持件数据连接46D,并且第二电池端子80B(即电池数据端子)电耦合到电池数据连接66D;以及第三手持件端子76C(即手持件接地端子)电耦合到手持件接地连接46G,并且第三电池端子80C(即电池接地端子)电耦合到电池接地连接66G。在此,从初始辐射位置IRP(见图12B)到第一紧固辐射位置SRP1(见图12C)的旋转使第一手持件端子76A与第一电池端子80A接合,以将手持件电力连接46P和电池电力连接66P电耦合并使第三手持件端子76C与第三电池端子80C接合,以将手持件接地连接46G和电池接地连接66G电耦合。然而,在初始辐射位置IRP中,第二手持件端子76B保持与第二电池端子80B的脱离接合,以防止在第一紧固辐射位置SRP1处手持件数据连接46D与电池数据连接66D之间发生电通信。换句话说,在电池34和手持件36之间建立电力和接地连接,使电池单体64和手持件控制器48之间能够进行电力传输,然后在电池34和手持件36之间进行数据通信,这在随后从第一紧固辐射位置SRP1(见图12C)到第二紧固辐射位置SRP2(见图12D)的旋转之后发生。
现在参考图13,为了确保电池34和手持件36之间建立电力和接地连接然后进行数据通信,在一个实施方式中,第一手持件端子76A和第二手持件端子76B以手持件端子弧长AL1围绕轴线AX彼此辐射地间隔开,并且第一电池端子80A和第二电池端子80B以电池端子弧长AL2围绕轴线AX彼此辐射地间隔开,所述电池端子弧长不同于手持件端子弧长AL1。在图13示出的代表性实施方式中,电池端子80A、80B、80C围绕轴线AX彼此辐射等距地间隔开,并且手持件端子76A、76B、76C围绕轴线AX彼此辐射非等距地间隔开。这种布置实现手持件端子弧长AL1和电池端子弧长AL2之间的差异。然而,本领域普通技术人员将理解,可以采用手持件端子76A、76B、76C和/或电池端子80A、80B、80C的其他布置。
现在参考图8-10,手持件连接器48的第一耦合器74可包括第一耦合器构件82、端子保持器84和一个或多个偏压元件86。在图10示出的代表性实施方式中,第一耦合器构件82具有凸缘部分88和插口部分90。凸缘部分88具有平坦的、大致环形的构造并适配为附接到手持件36的本体44,如上所述。插口部分90从凸缘部分88延伸到第一耦合器端部92并具有大致锥状圆柱形轮廓,该大致锥状圆柱形轮廓限定外部第一耦合器表面94和内部第一耦合器表面96,每个均成形为有助于引导第一耦合器74接合第二耦合器78。手持件端子76A、76B、76C设置在插口部分90内(见图9)。第一耦合器74还包括可从外部第一耦合器表面94向外延伸的多个突片98A、98B、98C、98D。多个,例如三个,对齐突片98A、98B、98C可以围绕轴线AX彼此辐射地间隔开并有助于确保电池34和手持件36在初始辐射位置IRP处准确对齐,如下文更详细地描述的。止动突片98D可轴向和辐射地定位以将电池34相对于手持件36的相对旋转分度限制到SRPF位置,这将在下面更详细地描述。
继续参考图10,端子保持器84支撑手持件端子76A、76B、76C并设置在第一耦合器部件82和手持件36的本体44之间。端子保持器84设有各对齐键100,其分别置于在第一耦合器构件82和手持件36的本体44中形成的相应形状的对齐袋102、104中的形状,以确保手持件端子76A、76B、76C相对于突片98A、98B、98C的合适对齐。偏压元件86类似地插入在第一耦合器构件82和手持件36的本体44之间,并且配置为坐落在限定于第一耦合器构件82的凸缘部分88中的分开的偏压孔106中。在实施方式中,偏压元件86各自具有弯曲的、大致矩形轮廓并配置为接合电池连接器68的部分以沿轴线AX将手持件连接器48偏压远离电池连接器68,这有助于防止从紧固辐射位置SRP1、SRP2的意外旋转,并有助于在电池34和手持件36之间的旋转期间提供一致的触觉。偏压元件86还有助于缓解使用期间手持件36和电池34之间的噪声和/或振动,这导致改善的操作舒适性和减少的零件磨损(诸如可能会在一个或多个手持件端子76A、76B、76C和/或电池端子80A、80B、800C之间发生)。
现在参考图4-7,在本文所示的代表性实施方式中,电池连接器68的第二耦合器78包括第二耦合器构件108和形成为相邻于第二耦合器构件108的第二耦合器通道110(见图5)。第二耦合器构件108限定第二耦合器构件表面112,该第二耦合器构件表面成形为接合手持件连接器48的内部第一耦合器表面96。第二耦合器通道110限定内部通道表面114,该内部通道表面成形为接合手持件连接器48的外部第一耦合器表面94。因此,手持件连接器48的第一耦合器74的插口部分90成形为设置在电池连接器68的第二耦合器78的第二耦合器通道110内。这里也是,第二耦合器构件108具有锥状的、大致圆柱形轮廓,该锥状的、大致圆柱形轮廓成形为与第一耦合器74的插口部分90互补,从而有助于引导手持件连接器48接合电池连接器68。可以考虑其他轮廓。
如图5最佳所示,电池连接器68的第二耦合器78的第二耦合器构件108延伸到第二耦合器端部116。多个接收件118A、118B、118C形成第二耦合器端部116中,以容纳电池端子80A、80B、80C。更具体地,接收件118A、118B、118C中的每一个具有插入部分120和接合部分122。电池端子80A、80B、80C坐落在相应的接收件118A、118B、118C的接合部分122中并与插入部分120间隔开,这些插入部分又成形为在初始辐射位置处轴向接收相应的手持件端子76A、76B、76C(见图12B)。每个相应的接收件118A、118B、118C的插入部分120和接合部分122彼此连通,以便于将手持件端子76A、76B、76C从初始辐射位置IRP(见图12B)移动到多个紧固辐射位置SRP1、SRP2、SRPF中的一个或多个(见图12C-12E;也见图14A-14C)。
继续参考图5,电池连接器68包括多个槽124A、124B、124C,其形为相邻于第二耦合器78,以在初始辐射位置IRP处接收手持件连接器48的相应突片98A、98B、98C(见图12B),并允许电池34相对于手持件36在初始辐射位置IRP和多个紧固辐射位置SRP1、SRP2、SRPF之间的旋转。为此,各槽124A、124B、124C中的每一个包括:轴向部分126,以在初始辐射位置IRP处接收手持件连接器48的相应突片98A、98B、98C,和辐射部分128,所述辐射部分相邻于轴向部分126并与之连通,以在所述多个紧固辐射位置SRP1、SRP2、SRPF处接收手持件连接器48的相应突片98A、98B、98C。
各槽124A、124B、124C中的每一个的辐射部分128限定相应的槽紧固表面130,该槽紧固表面成形为在紧固辐射位置SRP1、SRP2、SRPF中接合抵靠相应的突片98A、98B、98C,以防止电池34和手持件36之间的相对轴向运动,如上所述。为此,如图9最佳所示,各突片98A、98B、98C中的每一个限定突片紧固表面132,该突片紧固表面布置成当突片98A、98B、98C设置在槽124A、124B、124C的辐射部分128中时,邻靠由相应槽124A、124B、124C中的每一个限定的槽紧固表面130(也参见图12C;与图12B比较)。在一些实施方式中,手持件连接器48的突片98A、98B、98C中的每一个包括过渡倒角134(见图9),该过渡倒角成形为便于从初始辐射位置IRP(见图12B)朝向所述多个紧固辐射位置SRP1、SRP2、SRPF(见图12C-12E)中的一个运动。在一个实施方式中,槽124A、124B、124C中的一个(例如槽124C)的辐射部分128可限定相应的槽止动表面136C(在图7和图12A至图12E中以虚线示出),其成形为在最终紧固辐射位置SRPF(见图12E)中邻靠对应于突片98A、98B、98C中的一个(例如突片98C)的相应突片止动表面138C(见图12B至图12E)。在这样的实施方式中,不需要下面将讨论的手持件止动突片98D和电池止动突片139。在不需要表面136C和138C之间的接触的替代布置中,电池止动突片139从内部通道表面114朝向轴线AX向内突出并限定电池止动表面136D,并且手持件止动突片98D从表面94远离轴线AX向外延伸并限定手持件止动表面138D。突片139和98D都被示出为基本立方体的形状,但是可以具有远离表面136D和138D延伸的可替代形状(例如,三角形、弓形)。表面136D和138D可以与远离轴线AX延伸并与轴线AX重合的平面重合。手持件止动突片98D和电池止动突片139在轴向和辐射上位于其各自的表面上,以使手持件止动表面138D和电池止动表面136D对齐。手持件止动表面138D和电池止动表面136D在最终紧固辐射位置SRPF中接合抵靠彼此,如图12E所示。在该可替代实施方式中,槽124C的辐射部分128的端部超出否则将定位表面136C的位置,从而限定表面138C与槽124C的端部之间的间隙,如突片98A和98B的对应表面以及槽124A和124B的端部那样。
现在参考图2-13,如上所述,突片98A、98B、98C与槽124A、124B、124C协作以帮助便于在初始辐射位置IRP中手持件连接器48和电池连接器68之间沿轴线AX的轴向接合。在整个附图示出的代表性实施方式中,第一突片98A成形为不同于第二和第三突片98B、98C,并且第一槽124A的形状也成形为不同于第二和第三槽124B、124C,以防止手持件连接器48的第一突片98A被接收在电池连接器68的第二或第三槽124B、124C内。为此,第二和第三槽124B、124C小于第一槽124A(见图13)。因此,手持件36和电池34之间沿轴线AX的轴向接合被约束到初始辐射位置IRP,这是当第一突片98A与第一槽124A合适对齐时实现的(见图12B)。
将理解的是,可以采用突片98A、98B、98C和/或槽124A、124B、124C的其他布置和构造,以防止在初始辐射位置IRP以外发生轴向接合。作为非限制性示例,可以想到的是,突片98A、98B、98C和槽124A、124B、124C中的每一个可以具有类似的尺寸,但是可以彼此辐射地间隔开,诸如彼此不等距地间隔开,使得防止在初始辐射位置IRP以外发生轴向接合。尽管在说明性实施方式中示出了三个突片98A、98B、98C和三个对应的槽124A、124B、124C,但是本领域的普通技术人员将理解,可以考虑适合于便于在初始辐射位置IRP处的接合以及约束紧固辐射位置SRP1、SRP2、SRPF中的相对轴向运动的各种构造和布置的不同数量的突片和槽。
应当理解,突片98A、98B、98C和槽124A、124B、124C的布置和构造防止当电池34和手持件36彼此紧固时,在手持件端子76A、76B、76C与电池端子80A、80B、80C之间发生意外接触,诸如可能由于在初始辐射位置IRP以外的不合适对齐导致的。如图5所示,为了进一步防止意外接触,每个电池端子80A、80B、80C轴向延伸到相应的电池端子端部140,在电池端子间隙142处,所述电池端子端部与电池连接器68的第二耦合器端部116间隔开,所述电池端子间隙被限定在电池端子端部140和第二耦合器端部116之间。类似地,如图9所示,手持件端子76A、76B、76C中的每一个轴向延伸到相应的手持件端子端部144,在手持件端子间隙146处,所述手持件端子端部与手持件连接器48的第一耦合器端部92间隔开,所述手持件端子间隙被限定在手持件端子端部144和第一耦合器端部92之间。由于存在电池端子间隙142和手持件端子间隙146,因此进一步防止在电池端子80A、80B、80C和手持件端子76A、76B、76C之间发生意外接触。
现在参考图14A-14C,示出了手持件端子76A中的一个和电池端子80A中的一个。在图14A中,手持件端子76A以图11B中所示的方式布置,其沿轴线AX与电池端子80A间隔开并布置在初始辐射位置IRP中。图14B示出了以图11C中所示的方式布置的手持件端子76A,其沿轴线AX相邻于电池端子80A布置并仍布置在初始辐射位置IRP中。尽管在图14A-14C中从视图中省略了第二耦合器78,但是应当理解,在该布置中,图14B中所示的手持件端子76A将被容纳在接收件118A、118B、118C中的一个的插入部分120中。图14C示出了以图11E中所示的方式布置的手持件端子76A,其在最终紧固辐射位置SRPF中接合电池端子80A。
在图14A-14C所示的示例性实施方式中,手持件端子76A、76B、76C中的每一个具有大致弧状矩形轮廓,并且电池端子80A、80B、80C中的每一个包括一对臂148,所述一对臂布置成在其之间接收手持件端子76A、76B、76C中的一个。电池端子80A、80B、80C中的每一个的臂148被弹性地朝向彼此偏压,以帮助便于与手持件端子76A、76B、76C的反复接合和脱离,同时确保当电池34紧固在手持件36时,达成合适电接触。在代表性实施方式中,臂148中的每一个包括多个指件150,每个指件布置成接合手持件端子76A、76B、76C中的一个。具体地,每个臂148设置成有三个指件150,其协作以接合手持件端子76A、76B、76C。可以考虑其他布置。
现在参考图4-15C,手术系统30设有锁,该锁一般在图11E中以152表示,以防止意外旋转出最终紧固辐射位置FSRP。为此,在一个示例性实施方式中,手持件连接器48包括锁扣154,所述锁扣布置成相邻于第一耦合器74(见图8和图9),并且电池34包括释放机构156,所述释放机构支撑在壳体62中(见图6-7)并限定闩锁158,所述闩锁成形为在最终紧固辐射位置SRPF中由锁扣154接收并接合所述锁扣,以约束随后的远离最终紧固辐射位置SRPF的旋转。如图9中所示,在第一耦合器构件82中,锁扣154形成在第一耦合器端部92处并具有与第一突片98A相邻布置的大致矩形轮廓。如图4-7所示,释放机构156的闩锁158具有相似的矩形轮廓。释放机构156还限定一般以160表示的按钮,该按钮延伸穿过按钮孔162,该按钮孔162可以形成在壳体62的第一壳体部件62A的不对称表面163中并布置成由手术医生或另一个使用者致动,以便于将电池34从手持件36断开连接。不对称表面163是大致上级的表面,即大致朝上的表面,该不对称表面与第一壳体部件62A的其他大致上级的表面相比更远离轴线AX延伸。不对称表面163可以相对于手柄50向远侧向前延伸。如本文中所使用的,“远侧”表示远离系统30的手术医生或其他使用者的方向。释放偏压元件164,例如螺旋弹簧,可以插入在壳体62和释放机构156之间并可布置为促使闩锁158接合锁扣154。
现在参考图15A-15C,示出了手持件连接器48和电池连接器68的一部分的示意性说明图,以顺序地描述锁152的操作。在图15A中,手持件连接器48以图11B中所示的方式布置,沿轴线AX与电池连接器68间隔开并布置在初始辐射位置IRP中。在图15B中,手持件连接器48以图11C中所示的方式布置,设置成沿轴线AX接合电池连接器68并仍布置在初始辐射位置IRP中。此处在图15B中,手持件连接器48的第一耦合器74的第一耦合器端部92接合抵靠释放机构156的闩锁158,以压缩释放偏压元件164(将图15B与图15A进行比较),直到从初始辐射位置IRP到最终紧固辐射位置SRPF的随后旋转使闩锁158和锁扣154彼此接合,从而响应于到最终紧固辐射位置SRPF的旋转以“自致动”锁152,如图15C所示(与图15B比较)。因此,从最终紧固辐射位置SRPF向外的旋转被约束,直到按压按钮160以将闩锁158从锁扣154释放。
本文公开了一种使用上述手术系统30的方法。该方法包括:提供手持件36,其包括限定轴线AX的手持件连接器48;提供可高压灭菌电池34,其包括电池连接器68,所述电池连接器配置为可释放地附接到手持件连接器48;沿轴线AX定位电池连接器68;在初始辐射位置IRP处,移动电池连接器68轴向接合手持件连接器48;以及围绕轴线AX将电池34相对于手持件36从初始辐射位置IRP旋转到紧固辐射位置SRP1、SRP2、SRPF,以将电池34紧固到手持件36。在一个实施方式中,该方法还包括:将电池34围绕轴线AX相对于手持件36从紧固辐射位置SRP1、SRP2、SRPF旋转到初始辐射位置IRP;以及在初始辐射位置IRP处,将电池连接器68移动出与手持件连接器48的轴向接合,以从手持件36中移除电池34。还可以考虑使用手术系统30的其他方法。
本文所述的手术系统30在与用于手术手持件36和其他模块32(包括充电器38、器械40以及与手术和/或医疗实践和程序相关的其他工具)的电池34结合使用方面具有显著优势。具体地,手持件连接器48和电池连接器68的配置允许电池34和手持件36以简单、可靠且有效的“扭锁”方式可释放地附接在一起。此外,电池34和手持件36之间的可释放附接可以在许多不同的条件下实现,诸如手术医生或另一个使用者试图在佩戴无菌手套的同时从手持件36上拆卸电池34的情况下,无需使用过大力,否则可能会损坏或变形手术系统30的部件,这样转而又会带来安全和/或操作问题。
此外,将理解的是,本文所述的手术系统30提供的“扭锁”连接便于电池34与手持件36之间的一致且可靠的物理连接,同时确保在使用期间电池34和手持件36之间的可靠的电通信。在此,手持件连接器48和电池连接器68的配置允许在电池34和手持件36之间进行电和接地通信,然后建立数据连接,这确保了手持件控制器48和电池控制器66可以在使用过程中准确地通信、互动和操作。另外,手持件连接器48和电池连接器68协作以确保避免手持件端子76A、76B、76C与电池端子80A、80B、80C之间的意外接触。
将进一步理解的是,术语“包含”及其各种形式(单复数形式、时态)具有与术语“包括”及其各种形式(单复数形式、时态)相同的含义。此外,将理解的是,在本文中使用诸如“第一”、“第二”、“第三”等的术语来区分某些结构特征和部件,以用于清楚和一致的非限制性说明性目的。
在前面的描述中已经讨论了几个实施方式。然而,本文讨论的实施方式并非旨在穷举或将本发明限制为任何特定形式。例如,如上所述,电池和手持件中的每一个的电压端子中的一个可以在轴线AX上居中,而数据端子和其他电压端子与轴线AX间隔开。使用的术语旨在具有描述性词语的性质,而不是限制性的。鉴于以上教导,许多修改和变型是可能的,并且可以以不同于具体描述的方式实践本发明。
Claims (37)
1.一种手术系统,包括:
手持件,其包括:
本体,
手持件控制器,和
手持件连接器,其可操作地耦合到本体并包括分别连接到手持件控制器的手持件电压端子和手持件数据端子,和第一耦合器;和
可高压灭菌电池,其包括
壳体,
用于存储电荷的可充电电池单体,
电池控制器,和
电池连接器,其可操作地耦合到壳体并包括分别连接到电池控制器的电池电压端子和电池数据端子,和第二耦合器,所述第二耦合器配置成可旋转地接合所述第一耦合器;
其中,第二耦合器还配置为在初始辐射位置处沿轴线接收第一耦合器,在所述初始辐射位置处允许电池与手持件之间的相对轴向运动,并且第二耦合器还配置为允许电池相对于手持件从初始辐射位置旋转到第一紧固辐射位置和第二紧固辐射位置,在第一紧固辐射位置和第二紧固辐射位置处电池和手持件之间的相对轴向运动被限制;
并且其中,手持件端子和电池端子布置成使得:从初始辐射位置到第一紧固辐射位置的旋转使手持件电压端子接合电池电压端子,以在电池单体和手持件控制器之间传递电力,以及从第一紧固辐射位置到第二紧固辐射位置的旋转使手持件数据端子与电池数据端子接合,以在电池控制器与手持件控制器之间传输数据、同时保持手持件电压端子与电池电压端子之间的接合。
2.根据权利要求1所述的手术系统,其中:
手持件电压端子和手持件数据端子以手持件端子弧长围绕轴线彼此辐射地间隔开;以及
电池电压端子和电池数据端子以电池端子弧长围绕轴线彼此辐射地间隔开,电池端子弧长不同于手持件端子弧长。
3.根据权利要求1所述的手术系统,其中,所述手持件连接器还包括突片,所述突片从第一耦合器向外延伸;
并且其中,电池连接器还包括槽,所述槽形成为相邻于第二耦合器,以在初始辐射位置处接收手持件连接器的突片并允许电池相对于手持件在初始辐射位置与第一和第二紧固辐射位置之间的旋转。
4.根据权利要求3所述的手术系统,其中,电池连接器的槽包括:轴向部分,以在初始辐射位置处接收手持件连接器的突片,和辐射部分,所述辐射部分相邻于所述轴向部分,以在多个紧固辐射位置处接收突片。
5.根据权利要求4所述的手术系统,其中,电池连接器的槽的辐射部分限定槽紧固表面;并且
其中,手持件连接器的突片限定突片紧固表面,所述突片紧固表面布置成当突片设置在槽的辐射部分中时邻接槽紧固表面。
6.根据权利要求5所述的手术系统,其中,手持件连接器的突片包括过渡倒角,所述过渡倒角成形为便于从初始辐射位置朝向第一和第二紧固辐射位置运动。
7.根据权利要求1所述的手术系统,其中,所述手持件连接器还包括从所述第一耦合器向外延伸的第一突片;和与从所述第一耦合器向外延伸的第一突片间隔开的第二突片;并且
其中,电池连接器还包括:第一槽,所述第一槽形成为相邻于第二耦合器,以在初始辐射位置处接收手持件连接器的第一突片;和第二槽,所述第二槽形成为相邻于第二耦合器并与第一槽间隔开,以在初始辐射位置处接收手持件连接器的第二突片。
8.根据权利要求7所述的手术系统,其中,电池连接器的第二槽成形为不同于第一槽,以防止手持件连接器的第一突片被接收在第二槽内。
9.根据权利要求7所述的手术系统,其中,电池连接器的第二槽小于第一槽,以防止手持件连接器的第一突片被接收在第二槽内。
10.根据权利要求7所述的手术系统,其中,第一耦合器还配置为由所述第二耦合器沿轴线接收;并且
其中,手持件连接器的第一和第二突片围绕轴线彼此辐射地间隔开,以防止手持件连接器的第一突片被接收在电池连接器的第二槽内。
11.根据权利要求1所述的手术系统,其中,第一耦合器包括外部第一耦合器表面和内部第一耦合器表面,其延伸到第一耦合器端部。
12.根据权利要求11所述的手术系统,其中,第二耦合器包括:
第二耦合器构件,其限定第二耦合器构件表面,所述第二耦合器构件表面成形为接合手持件连接器的内部第一耦合器表面;和
第二耦合器通道,其形成为相邻于第二耦合器构件并限定内部通道表面,所述内部通道表面成形为接合手持件连接器的外部第一耦合器表面。
13.根据权利要求12所述的手术系统,其中,电池连接器的第二耦合器构件延伸到第二耦合器端部;
并且其中,第一接收件形成在第二耦合器端部中以容纳电池电压端子,并且第二接收件形成在第二耦合器端部中以容纳电池数据端子。
14.根据权利要求13所述的手术系统,其中,各电池端子各自朝向第二耦合器端部延伸到相应的电池端子端部。
15.根据权利要求14所述的手术系统,其中,电池端子端部与第二耦合器端部间隔开。
16.根据权利要求15所述的手术系统,其中,电池端子间隙被限定在电池端子端部和第二耦合器端部之间。
17.根据权利要求11所述的手术系统,其中,手持件连接器的内部第一耦合器表面限定插口部分;
并且其中,手持件端子设置在插口部分中。
18.根据权利要求11所述的手术系统,其中,各手持件端子分别朝向第一耦合器端部延伸到相应的手持件端子端部。
19.根据权利要求18所述的手术系统,其中,手持件端子端部与所述第一耦合器端部间隔开,以在其之间限定手持件端子间隙。
20.根据权利要求1所述的手术系统,其中,各手持件端子分别具有大致弧状矩形轮廓。
21.根据权利要求1所述的手术系统,其中,各电池端子分别包括一对臂,所述一对臂布置成在其之间接收各手持件端子中的一个。
22.根据权利要求21所述的手术系统,其中,各电池端子中的每一个的臂被弹性地朝向彼此偏压。
23.根据权利要求21所述的手术系统,其中,电池端子中的每一个的臂包括多个指件,每个指件布置成接合各手持件端子中的一个。
24.根据权利要求1所述的手术系统,
其中,手持件连接器还包括第二手持件电压端子;
其中,电池连接器还包括第二电池电压端子;
并且其中,第二手持件电压端子和第二电池电压端子布置成使得从初始辐射位置到第一紧固辐射位置的旋转使第二手持件电压端子与第二电池电压端子接合。
25.根据权利要求1所述的手术系统,其中,手持件连接器还包括锁扣,所述锁扣布置成相邻于第一耦合器;
并且其中,电池还包括释放机构,所述释放机构支撑在所述壳体中并限定闩锁,所述闩锁成形为在所述紧固辐射位置中的一个中接合所述锁扣,以约束从该紧固辐射位置的旋转。
26.根据权利要求25所述的手术系统,其中,电池还包括释放偏压元件,所述释放偏压元件插入在壳体和释放机构之间,所述释放偏压元件布置成促使闩锁与锁扣接合。
27.根据权利要求26所述的手术系统,其中,第一耦合器成形为在所述初始辐射位置处接合抵靠释放机构的闩锁,以压缩释放偏压元件,直到从初始辐射位置朝向各紧固辐射位置中的一个的旋转使闩锁和锁扣接合。
28.根据权利要求1所述的手术系统,其中,电池壳体包括不对称表面。
29.根据权利要求28所述的手术系统,还包括释放机构,所述释放机构至少部分地置于电池壳体中,并且释放机构包括按钮,所述按钮置于壳体的不对称表面中。
30.一种手术系统,包括:
模块,其包括:
本体,
模块控制器,和
模块连接器,所述模块连接器可操作地耦合到本体并包括第一耦合器,第一模块端子,第二模块端子和第三模块端子;和
可高压灭菌电池,其包括:
壳体,
可充电电池单体,其用于存储电荷,
电池控制器,和
电池连接器,所述电池连接器可操作地耦合到壳体并包括可旋转地接合第一耦合器的第二耦合器,第一电池端子,第二电池端子和第三电池端子;
其中,第二耦合器还配置为在初始辐射位置处接收第一耦合器,在所述初始辐射位置处允许电池和模块之间的相对轴向运动,并且第二耦合器还配置为允许电池相对于模块从初始辐射位置旋转到第一紧固辐射位置和第二紧固辐射位置,在第一紧固辐射位置和第二紧固辐射位置处电池和模块之间的相对轴向运动被限制;
并且其中,模块端子和电池端子布置成使得从初始辐射位置到第一紧固辐射位置的旋转使第一模块端子与第一电池端子接合,并且从第一紧固辐射位置到第二紧固辐射位置的旋转使第二模块端子与第二电池端子接合、同时保持第一模块端子和第一电池端子之间的接合。
31.根据权利要求30所述的手术系统,其中,所述模块还限定为用于执行手术程序的手持件。
32.根据权利要求30所述的手术系统,其中,所述模块还限定为用于所述可充电电池单体的充电器。
33.根据权利要求30所述的手术系统,
其中,模块端子和电池端子布置成使得从初始辐射位置到第一紧固辐射位置的旋转使第三模块端子与第三电池端子接合,并且从第一紧固辐射位置到第二紧固辐射位置的旋转保持第三模块端子与第三电池端子之间的接合。
34.一种使用手术系统的方法,包括:
提供手持件,所述手持件包括手持件连接器,所述手持件连接器包括手持件电压端子和手持件数据端子,手持件连接器限定轴线;
提供可消毒电池,所述可消毒电池包括电池连接器,所述电池连接器包括电池电压端子和电池数据端子,并且电池连接器配置为可释放地附接到手持件连接器;
沿轴线定位电池连接器;
在初始辐射位置处移动电池连接器与手持件连接器轴向接合;
将电池相对于手持件围绕轴线从初始辐射位置旋转到第一紧固辐射位置,在第一紧固辐射位置处电池电压端子与手持件电压端子接合,以及旋转到第二紧固辐射位置,在第二紧固辐射位置处电池数据端子与手持件数据端子接合,并且第二紧固辐射位置大于第一紧固辐射位置,以及旋转到大于第二紧固辐射位置的最终紧固辐射位置,以将电池紧固到手持件。
35.根据权利要求34所述的方法,还包括:
将电池相对于手持件围绕轴线从紧固辐射位置旋转到初始辐射位置;
在初始辐射位置处将电池连接器移动出与手持件连接器的轴向接合,以从手持件移除电池。
36.根据权利要求34所述的方法,还包括:提供包括不对称表面的电池壳体。
37.根据权利要求36所述的方法,还包括:提供位于所述电池壳体中的释放机构,其中释放机构的按钮置于不对称表面上。
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