CN111050684B - 用于线性致动器械驱动器的无菌适配器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人外科系统，所述机器人外科系统可包括：致动器，所述致动器包括多个可线性位移的驱动构件，其中至少一个驱动构件致动外科器械的至少一个自由度；以及无菌适配器，所述无菌适配器插置在所述致动器与所述外科器械之间。所述无菌适配器包括挠性屏障和与所述挠性屏障一体形成的多个可延伸盖，并且所述多个可延伸盖被布置成接收所述多个驱动构件。在一些变型中，所述系统可包括联锁布置，所述联锁布置跨所述无菌适配器联接所述致动器和所述外科器械，当所述致动器致动所述外科器械的所述至少一个自由度时，所述联锁布置将所述致动器和所述外科器械一起推动。

Description

用于线性致动器械驱动器的无菌适配器

交叉引用和相关申请

本申请要求2017年6月29日提交的美国临时专利申请序列号62/526,871的优先权，该申请据此全文以引用方式并入本文。

技术领域

本发明大体涉及机器人外科系统，并且更具体地讲，涉及用于在机器人外科系统的一部分周围形成无菌屏障的新颖且有用的无菌适配器。

背景技术

微创外科（MIS）诸如腹腔镜式外科手术涉及旨在外科手术期间减少组织损伤的技术。例如，腹腔镜式规程通常涉及在患者内（例如，在腹腔中）产生多个小切口，并且通过切口将一个或多个器械（例如，一个或多个工具、至少一个相机等）引入到患者体内。然后，通过使用所引入的工具和由照相机提供的可视化辅助来执行外科手术。一般来讲，MIS提供多种有益效果，诸如减少患者瘢痕、减轻患者疼痛、缩短患者恢复期并且降低与患者恢复相关联的医疗费用。

微创手术可以使用非机器人或机器人系统来执行。传统的机器人系统可包括基于来自操作者的命令操纵器械的机器人臂，可以在减少对外科医生的需求的同时提供微创手术的许多益处。这种机器人系统的控制可能需要用户（例如，外科医生或其他操作者）经由一个或多个用户接口设备进行控制输入，所述一个或多个用户接口设备将用户的操纵或命令转化为对机器人系统的控制。例如，响应于用户命令，当外科器械定位在患者的外科部位时，具有一个或多个电机的器械驱动器可以致动外科器械的一个或多个自由度。

与传统的外科手术类似，在机器人微创手术期间，在手术部位保持无菌环境非常重要。然而，器械驱动器的各种部件（例如，电机、编码器、传感器等）和机器人外科系统的其他方面实际上无法使用常规消毒方法诸如加热进行消毒。保持无菌性的一种解决方案是在器械驱动器（以及可能出现在外科区域中的其他系统部件诸如机器人臂等）和外科器械之间提供无菌屏障，由此为器械驱动器提供“非灭菌”侧，并且为外科器械提供“无菌”侧。然而，无菌屏障不得干扰器械驱动器如何致动外科工具。因此，期望在机器人外科系统的无菌屏障中具有新颖且改善的无菌适配器。

发明内容

一般来讲，在一些变型中，机器人外科系统可包括：致动器，该致动器包括多个可线性位移的驱动构件，其中至少一个驱动构件致动外科器械的至少一个自由度；以及无菌适配器，该无菌适配器插置在致动器与外科器械之间。无菌适配器可包括挠性屏障和与挠性屏障一体形成的多个可延伸盖，并且多个可延伸盖可被布置成接收所述多个驱动构件。另外，该系统可包括联接至无菌适配器的无菌盖布（例如，围绕无菌适配器的外围附接）。

在一些变型中，无菌适配器可包括联接至挠性屏障的框架。挠性屏障可以例如与挠性屏障一体形成（例如，共注塑）。例如，框架、挠性屏障和多个可延伸盖可以一体形成为一件。

在一些变型中，致动器可包括器械安装界面，并且挠性屏障可以适形于器械安装界面。例如，器械安装界面可包括被构造成接收外科器械的一部分的腔体，并且挠性屏障可适形于器械安装界面与外科器械的部分之间的腔体。在一些变型中，外科器械与器械安装界面的接合（例如，跨无菌适配器）可以基本上防止致动器和无菌适配器的脱离。例如，腔体中外科器械的存在可基本上阻塞或以其他方式阻止对无菌适配器的操纵，否则这将促进无菌适配器与器械安装界面的脱离。

至少一个可延伸盖可根据接收在至少一个可延伸盖中的驱动构件的线性位移而在静止状态与完全延伸状态之间转变。例如，可延伸盖的长度可大体随着接收在可延伸盖内的驱动构件的线性移动（延伸和回缩）而变化。盖长度的变化和线性移动可以例如以大体1:1的对应关系线性变化，或者另选地以任何适当的关系线性变化。在一些变型中，处于静止状态的可延伸盖的长度可以在处于完全延伸状态的可延伸盖的长度的约40%至约60%之间，或者是完全延伸状态的可延伸盖的长度的约50%。

一个或多个可延伸盖可包括弹性体材料，诸如硅氧烷。至少一些可延伸盖可以在盖的封闭的远侧端部处被加固（例如，以抵抗在驱动构件抵靠可延伸盖致动时的破裂）。例如，在可延伸盖的一些变型中，远侧端部可以比可延伸盖的侧壁厚。又如，远侧端部可包括比可延伸构件的侧壁更硬和/或更坚硬的材料。

此外，一般来讲，在一些变型中，机器人外科系统可包括：致动器，该致动器包括至少一个可线性位移的驱动构件；外科器械，该外科器械具有由至少一个驱动构件致动的至少一个自由度；无菌适配器，该无菌转接器插置在致动器与外科器械之间；以及联锁布置，该联锁布置跨无菌适配器联接致动器和外科器械。当致动器致动外科器械的至少一个自由度时，联锁布置可将致动器和外科器械一起推动。例如，联锁布置可被构造成使得当致动器致动至少一个自由度并引起反作用力时（例如，趋向于将致动器和外科器械分开），联锁布置可将反作用力转化为趋于将致动器和外科器械一起推动的压缩力。

联锁布置可包括联接至致动器的第一部分和联接至外科器械的第二部分。例如，第一部分可包括第一联锁构件，第二部分可包括第二联锁构件，该第二联锁构件被构造成与第一联锁构件接合，从而形成联锁布置的至少一部分。在一些变型中，第一联锁构件和第二联锁构件中的一者或两者可包括闩锁（例如，用作闩锁）。例如，在一些变型中，闩锁可以是可枢转的并且可操作地联接至柄部，其中柄部是可操纵的，用于可释放地联接致动器和外科器械。

方法可包括：将无菌适配器联接至包括至少一个可线性位移的驱动构件的致动器上；经由联锁布置将外科器械跨无菌适配器联接至致动器，使得无菌适配器插置在致动器与外科器械之间；以及控制驱动构件以致动外科器械的至少一个自由度。当驱动构件以此类方式被致动时，联锁布置可将致动器和外科器械一起推动。

该方法还可包括至少部分地通过使联锁布置脱离接合而使外科器械与致动器脱离。例如，使外科器械与致动器脱离可包括：操控联接至外科器械的柄部远离致动器和无菌适配器，从而将联锁布置的第一部分和第二部分分开（其中第一部分联接至致动器，并且第二部分联接至外科器械）。在该示例中，使联锁布置脱离接合可包括例如以互补或直观的方式将柄部从致动器和无菌适配器拉开，这反映了用于将外科器械与致动器和无菌适配器分开的直观运动。

附图说明

图1是在机器人臂操纵器上的器械驱动器的一个示例性变型的示意图。

图2是器械驱动器的示例性变型的透视图。

图3是具有无菌适配器的器械驱动器的示例性变型的示意图。

图4是外科器械的示例性变型的器械底座的示意图。

图5是机器人外科系统的示例性变型的一部分的示意图，该机器人外科系统包括器械驱动器、外科器械以及器械驱动器与外科器械之间的无菌屏障。

图6A是具有无菌适配器和无菌盖布的器械驱动器和无菌屏障的示例性变型的透视图。图6B是图6A所描绘的器械驱动器和无菌适配器的透视图。图6C是图6A所描绘的器械驱动器和无菌适配器的顶部透视图。图6D和图6E是图6A所描绘的器械驱动器和无菌适配器的剖面图。

图7A和图7B分别是处于挠曲和未挠曲构型的无菌适配器的示例性变型中的框架的顶视图。

图8A和图8B是无菌适配器的示例性变型中的可延伸盖的示意图。

图9A、图9B和图9C是图8A和图8B所描绘的可延伸盖的示意图，分别是处于驱动构件完全回缩的完全搁置位置、驱动构件部分延伸的完全搁置位置以及驱动构件完全延伸的完全延伸位置。

图10A至图10F是可延伸盖的不同变型的剖面图。

图11A是可旋转联接器的示例性变型的透视图。图11B、图11C和图11D是图11A所描绘的可旋转联接器的侧视图、底视图和顶视图。图11E和图11F分别是安装在无菌适配器中的图11A所描绘的可旋转联接器的透视图和剖面图。

图12是联锁布置的示例性变型的示意图。

图13A和图13B分别是联锁布置的另一个示例性变型的详细视图和透视图。

图14是联锁布置的另一个示例性变型的透视图。

图15A和图15B分别是当接合和脱离接合时联锁布置的另一个示例性变型的示意图。

具体实施方式

本发明的各方面和变型形式的示例在本文中进行描述并示出于附图。以下描述不旨在将本发明限制于这些实施方案，而是允许本领域的技术人员来制作和使用本发明。

系统概述

一般来讲，（例如，用于实现微创外科手术操作的）机器人或机器人辅助外科系统可诸如在微创手术过程中包括用于操纵外科器械的一个或多个机器人臂。例如，如图1的示例性示意图所示，机器人外科系统100可包括机器人臂110和大体附接到机器人臂110的远侧端部的器械驱动器120（致动器）。联接至器械驱动器120的插管130可伸缩地接收外科器械150。此外，机器人臂110可包括多个致动的连接件，以便对器械驱动器120进行定位和取向。

为了在外科规程中使用，机器人臂110可被安装到患者所躺的手术台上（或在患者附近的推车、天花板、侧壁等上）。为了形成能够将外科器械引入患者体内的孔口，套管针组件（通常，插管130和填塞器）可通过患者体内的切口或进入点（例如，在腹壁中）至少部分地插入患者体内。插管130可以联接至器械驱动器120，并且器械150可以联接至器械驱动器120，使得至少一部分（例如，器械轴）穿过插管并进入患者体内。器械150可具有设置在器械轴的远侧端部处的端部执行器，并且还可以控制器械驱动器120以定位和/或致动器械150的一个或多个自由度，以根据特定类型的端部执行器在外科规程期间执行各种任务（例如，切割、抓取等）。另外，器械150可从孔口撤回并且与器械驱动器120分离，以与另一个器械（诸如具有不同功能的端部执行器的另一个器械）交换。

图2示出了器械驱动器200的一种示例性变型。在该变型中，器械驱动器200包括细长的基座210，该基座包括纵向轨道216（例如，线性轴承）和与纵向轨道216滑动地接合的托架220。基座210可以被构造成联接（例如，在界面212处）至机器人臂的远侧端部，使得机器人臂的关节运动在空间中定位和/或取向器械驱动器200。另外，托架可以被构造成接收具有从器械基座252延伸的器械轴254的器械基座252，并且还具有布置在器械轴的远侧端部的端部执行器。一般来讲，器械托架220可以沿着纵向轨道216（沿着基座210）被致动以将器械轴254轴向定位在插管230内，并且因此能够将端部执行器定位在患者体内的外科工作区内。

一般来讲，托架220可另外被构造成取向和/或致动外科器械250的端部执行器，并且/或者操纵外科器械的一个或多个自由度。例如，托架220可以使器械轴能够绕纵向器械轴线旋转，从而使器械的端部执行器绕纵向器械轴线旋转。附加地或另选地，托架220可致动端部执行器的腕关节和/或端部执行器的一个或多个特定功能（例如，致动夹具或刀片）。

托架可包括被构造成联接至外科器械的器械接收界面，并且托架和/或外科器械可包括用于能够接合和/或对准的特征。例如，如图2所示，托架220可包括器械安装界面，该器械安装界面包括用于接合外科器械基座252的对准突出部256的纵向狭槽222（或腔体或其他插口等）。狭槽222和对准突出部256的接合可以帮助确保托架与外科器械之间的联接，并且/或者使托架的致动驱动与外科器械的驱动输入对准（在下文进一步详细描述）。又如，如图3和图4所示，托架300可包括器械安装界面，该器械安装界面包括用于与器械基座412的对准突出部414接合和/或对准的狭槽314。在一些变型中，狭槽314可包括构造成与对准突出部414的大致圆形区域互补地配合的大体圆形区域。器械轴454可以从器械基座412延伸，以也穿过狭槽314的大体圆形区域（并且进入插管等）。

托架可包括用于操纵外科器械的一个或多个自由度的致动驱动器的不同合适的构型。例如，托架可包括至少一个线性轴线驱动（线性输出驱动）和/或至少一个旋转轴线驱动（旋转输出驱动）。在如图3所示的示例性变型中，器械驱动器的托架300可包括一个或多个可线性位移的驱动构件（例如，驱动构件350a、350b、350c和350d）。每个驱动构件可以在回缩位置（例如，如驱动构件350a、350c和350d所示）与延伸位置（例如，如驱动构件350b所示）之间的整个运动范围内可线性位移，在回缩位置中驱动构件大体位于相对近侧定位，在延伸位置中驱动构件大体位于相对远侧定位。尽管在图3中描绘了四个驱动构件以双向对称的方式布置在托架上，但是应当理解，可以以任何合适的布置布置多个驱动构件，并且包括任何合适数量的驱动构件。可用合适的线性致动器来控制驱动构件，诸如包括电机和导螺杆（或滚珠螺杆等）布置、齿轮布置等的组件。

每个驱动构件由于被线性致动器沿轴向方向线性地延伸和/或回缩驱动，因此可以致动外科器械的至少一个自由度，诸如通过接合外科器械的驱动输入。例如，如图4所示，外科器械400的外科器械基座412可包括一个或多个线性驱动输入（例如450a、450b、450c和450d），诸如阀瓣、杠杆、插口或其他机构，用于接收对应的可线性位移的驱动构件并通过缆线、皮带或其他合适的驱动元件的系统来驱动一个或多个自由度。在图3和图4所示的示例性变型中，当外科器械400联接至托架300时，第一驱动构件350a可接合第一线性驱动输入450a，第二驱动构件350b可接合第二线性驱动输入450b，第三驱动构件350c可接合第三线性驱动输入450c，并且第四驱动构件350d可接合第四线性驱动输入450d。在一些变型中，至少一些驱动构件可以致动器械的单独的相应自由度。在一些变型中，至少一些驱动构件可以致动共同的或相同的自由度（例如，诸如利用对抗线控制来致动特定运动的相对方向）。

此外，托架可以附加地或另选地包括一个或多个旋转轴线驱动器（例如，用于使器械轴绕器械轴线旋转，或致动器械的另一个合适的自由度）。例如，如图3所示，托架300可包括一个或多个旋转输出驱动（例如，330a和330b），它们可以与外科器械400上的一个或多个旋转输入驱动接合，诸如经由联接驱动盘或其他合适的驱动机构。第一旋转输出驱动330a可以接合第一旋转输入驱动430a，并且第二旋转输出驱动330b可以接合第二旋转输入驱动430b。像上述线性轴线驱动一样，在一些变型中，至少一些旋转输出驱动可以致动器械单独的相应自由度，而在一些变型中，至少一些旋转输出驱动可以致动共同的自由度（例如，以对抗的方式）。

无菌屏障

在一些变型中，机器人外科系统还可以包括在非无菌部件（例如，器械驱动器、机器人臂等）与无菌部件（例如，外科器械）之间的无菌屏障。如本文中进一步描述的，此类无菌屏障可包括用于放置在器械驱动器与外科器械之间的无菌适配器，以及联接至该无菌适配器的无菌盖布。例如，一般来讲，在一些变型中，如图5所示，机器人外科系统可包括具有托架520的器械驱动器500（致动器），并且包括多个可线性位移的驱动构件，其中至少一个驱动构件致动外科器械的至少一个自由度。类似于以上参考图2所述的托架，托架520可以沿着细长的基座510行进（类似于上面参照图2所述的行进），使得器械轴554可以对应地在插管530内行进。机器人外科系统还可包括插置在托架520与外科器械550之间的无菌适配器560，并且无菌盖布562可以联接至无菌适配器560（例如，围绕无菌适配器560的外围），以在非无菌部件与无菌部件之间提供附加的屏障。

一般来讲，如图6A至图6C所示，在一些变型中，无菌适配器600可包括挠性屏障640和联接至挠性屏障640的多个可延伸盖（例如650a、650b、650c和650d）。多个可延伸盖可被构造成将线性致动从器械驱动器的一个或多个线性驱动构件传送到外科器械，同时帮助维持器械驱动器与外科器械之间的无菌屏障。在一些变型中，挠性屏障640还可以联接至框架610，从而为挠性屏障640提供进一步的结构支撑。多个可延伸盖中的每个可包括内部插口（例如，腔体、通道或其他内部容积），并且多个可延伸盖可被布置成将托架520的多个驱动构件接收在它们的内部插口内。例如，如图6D所示，当无菌适配器600联接至托架520时，可延伸盖650b可以与对应的驱动构件550b轴向对准，以便接收驱动构件。如下文进一步所述，当驱动构件550b被线性致动器524（例如，具有电机的滚珠螺杆组件）线性位移时，可延伸盖650b可根据驱动构件的移动而在静止状态与延伸状态之间转变。

在一些变型中，无菌适配器600可包括一个或多个可旋转的联接器（例如，联接器盘），该联接器被构造成将扭矩从器械驱动器的一个或多个旋转输出驱动传送到外科器械，同时帮助在器械驱动器与外科器械之间维持无菌屏障。可旋转联接器的示例性变型在本文其他地方描述。

在一些变型中，无菌适配器可以被构造成在器械驱动器与外科器械之间传送电信号，诸如用于通信和/或电力（例如，用于传感器等）。例如，无菌适配器的至少一部分，诸如框架、挠性屏障和/或一个或多个可延伸盖，可包括一个或多个导电金属接触件，用于在器械驱动器与外科器械之间传递电信号。在一些变型中，此类金属接触件附加地或另选地用于向控制器和/或处理器发信号来告知无菌适配器联接至器械驱动器和/或外科器械（在其他变型中，器械驱动器和/或无菌适配器可包括任何合适的一个或多个传感器诸如接近传感器或电容传感器以检测无菌适配器与器械驱动器和/或外科器械的联接）。附加地或另选地，可以以任何合适的方式（例如，经由蓝牙或其他无线通信协议）无线地传送通信、电力和/或其他信号。

在一些变型中，无菌屏障可以在制造期间被灭菌并且包装在无菌包装中以用于外科规程。例如，无菌适配器和无菌盖布可以如本文所述彼此联接，并且可以一起被灭菌（例如，用辐射、蒸汽、环氧乙烷等）。在一些变型中，无菌屏障可以被构造成单次使用。例如，无菌屏障可以被灭菌并包装在无菌包装中以用于运输、存储等，该无菌包装在外科规程期间打开以供使用。在外科规程之后，可以丢弃无菌屏障。在其他变型中，无菌屏障可以是可重复使用的（例如，构造用于多种使用，诸如在处置之前的有限数量的用途）。例如，无菌屏障可以在使用之前在每个外科规程中以上述方式（例如，在制造期间，在相邻的多次使用之间等）进行灭菌。在一些变型中，无菌屏障的一部分可以被构造用于多次使用，而无菌屏障的另一部分可以被构造用于仅单次使用。例如，无菌适配器可以构造用于多种使用，并且无菌盖布可以构造用于单次使用，使得可以在每次外科规程之前对无菌适配器进行灭菌并联接至新的无菌盖布上（例如，可以将用过的无菌盖布换成新的未使用的无菌盖布）。又如，无菌盖布可以构造用于多种使用，并且无菌适配器可以构造用于单次使用，使得可以在每次外科规程之前对无菌盖布进行灭菌并联接至新的无菌适配器上（例如，可以将用过的无菌适配器换成新的未使用的无菌盖布）。

框架

一般来讲，无菌适配器的框架可以被构造成向无菌适配器提供结构支撑。框架可以附加地或另选地提供用于将无菌适配器可拆卸地联接至器械驱动器和/或外科器械（例如，外科器械的近侧基座）的界面。

框架610的一种示例性变型在图6A至图6E中被示出为无菌适配器600的一部分。如例如在图6B和图6C中所示，框架610的第一侧可以被构造成联接至托架520的器械安装界面521。例如，框架610可以经由一个或多个紧固件620（例如，螺钉、螺栓等）、闩锁或其他可移动的联接机构、卡扣配合或其他过盈配合或以任何其他合适的方式联接至安装界面521。框架610的第一侧可以可移除地联接至器械安装界面521，以使得例如当前的无菌适配器能够被交换为另一种无菌适配器（例如，在外科规程之间）或者用于与器械驱动器分开的灭菌。在一些应用中，框架610的第一侧可以被称为框架610的非无菌侧，因为框架610的第一侧可以被构造成仅联接至机器人外科系统的非无菌部件或以其他方式与其交接。此外，框架610的第二侧（例如，与框架610的第一侧相对）可以被构造成联接至外科器械，诸如具有驱动输入的外科器械的近侧器械基座。在一些应用中，框架610的第二侧可以被称为框架610的无菌侧，因为框架610的第二侧可以被构造成仅与机器人外科系统的无菌部件或外科环境的其他无菌方面联接或以其他方式与其交接。

如图7A和图7B所示，在一些变型中，框架610可包括大体“U”形的结构，其可以对应于托架的器械安装界面的形状。此类结构可以例如提供用于将无菌适配器连接至托架的安装界面521的结构支撑。另外，“U”形结构的腿可以向内挠性并且可以朝向框架610的中线变形（如图7B所示）。在其中经由卡扣配合或其他过盈配合而联接至托架的变型中，这种挠性变形的方式例如可以帮助促进无菌适配器从托架520的安装和移除，如下文进一步详细描述的。例如，其他框架形状（例如，圆形、椭圆形、矩形等）可以适合于连接至其他形状的器械安装界面。

在一些变型中，框架610可大体包含驱动构件（例如，550b）在其中行进的工作区体积。例如，如图6D和图6E所示，框架610的高度（例如，测量为安装界面521与外科器械的器械基座之间的距离）可以至少与驱动构件的完全凹入位置与驱动构件的完全延伸位置之间的差值一样高。

框架610可包括一个或多个开口，用于放置可延伸盖650a、650b、650c和650d。例如，如图6D和图6E所示，框架610可包括用于每个可延伸盖的开口，其中每个可延伸盖可以穿过框架610的其相应开口。此外，在一些变型中，其中托架520包括一个或多个旋转输出驱动，用于致动外科器械的一个或多个旋转输入驱动，框架610可包括安装布置，该安装布置包括一个或多个可旋转的联接器，每个可旋转的联接器提供无菌表面，该无菌表面将扭矩从旋转输出驱动传送到旋转输入驱动。例如，如图6B所示，框架610可包括下板612和上板614，其中至少一个可旋转的联接器（例如，630a、630b）可以以使得联接盘大致自由旋转但大体防止联接盘的轴向运动的方式安装在下板612与上板614之间。如下文进一步详细描述的，联接盘可以具有构造成联接至托架的旋转输出驱动的第一侧（例如，非无菌侧）和构造成联接至旋转输入驱动的第二侧（例如，无菌侧），从而将扭矩从旋转输出驱动传送至外科器械的旋转输入驱动。

如图6A至图6E所示，框架可大体近似为矩形，但是在其他变型中，框架610可以具有任何合适的形状（椭圆形、圆形等）。例如，框架的形状可以对应于器械驱动器的安装界面的形状，并且/或者无菌适配器旨在联接至的外科器械的形状。在一些变型中，框架可以至少部分地由具有适当挠性的刚性或半刚性塑料制成，以允许足够的变形，以利于无菌适配器和器械驱动器的联接和脱离。例如，框架可包括聚碳酸酯(PC)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)和/或PC/ABS共混物，并且可包括或可以不包括玻璃纤维或碳纤维填料（例如，出于强度考虑）。框架可以以任何合适的过程注塑、机加工、3D打印或制造。在一些变型中，框架可以与挠性屏障和/或可延伸构件的材料共注塑（例如，具有合适的机械联锁设计）。

挠性屏障

一般来讲，无菌适配器可包括挠性屏障，该挠性屏障插置在器械驱动器（例如，托架）的器械安装界面与外科器械之间。在一些变型中，挠性屏障可以是顺应性的和型面配合的，或者被构造成适形于器械安装界面。例如，如图6C至图6E所示，挠性屏障640可大体适形于器械安装界面521的“U”形，包括互补地接收外科器械的一部分的狭槽或腔体522。在一些变型中，挠性屏障可以被模制（例如，注塑）成近似于器械安装界面的几何结构的形状。例如，如图6C至图6E所示，挠性屏障640可包括构造成适形于器械安装界面的腔体522的腔体部分。

在一些变型中，屏障640的挠性可以帮助促进无菌适配器和器械驱动器的联接和脱离。例如，无菌适配器可以具有由用户或其他外部源的一个或多个力F引起的如图7B所示的挠曲状态，以及在没有外力的情况下如图7A所示的大体不挠曲的状态。图7B的挠曲状态可以促进无菌适配器和器械安装界面521的联接。在挠曲状态下，框架的“U”形的腿可以向内弯曲朝向中线，使得挤压或侧向压缩挠性屏障640使得更容易将挠性屏障640插入腔体522中（如图6D和图6E所示的位置）。一旦释放力F，无菌适配器就可以恢复到图7A的未挠曲状态。在其非挠曲状态下，无菌适配器可以构造成牢固地联接至器械安装界面521，因为框架610可以具有大体“U”形，并且挠性屏障640可以被构造成适形于腔体522。如上所述，当无菌适配器联接至器械安装界面时，外科器械的一部分（例如，对准突出部）可跨挠性屏障640与腔体522接合。当期望移除无菌适配器时，如图7B所示，可以再次由一个或多个力F引起无菌适配器的挠曲状态，以促进无菌适配器和器械安装界面521的脱离。如上所述，在挠曲状态下，框架“U”形的腿可以向内弯曲朝向中线，以使框架610从器械安装界面521脱离并且侧向压缩挠性屏障640，从而使得更容易从腔体522中移除挠性屏障640，并且使无菌适配器与器械安装界面521分开。应当理解，有利地，跨挠性屏障640与腔体522接合的外科器械的存在也阻止或防止框架变形为其挠曲状态，并且因此，只要外科器械与腔体522接合，就可以阻止或防止将无菌适配器从器械驱动器移除。因此，当外科器械跨无菌适配器联接至器械驱动器时，可以基本上防止从外科器械无意中移除无菌适配器。

在一些变型中，挠性屏障640由挠性耐用材料诸如硅氧烷制成。挠性屏障640可具有基本上均匀的壁厚度，尽管在一些变型中，挠性屏障640的不同区域可具有不同的厚度。在一些变型中，挠性屏障640可具有大体至少在约0.25mm至0.75mm之间的厚度。例如，挠性屏障640可以具有大体在约1mm至约2mm之间的厚度，并且在一些示例中可以在一些区域中具有至少0.5mm的厚度。一般来讲，挠性屏障640可以被注塑或以任何合适的过程形成。在一些变型中，挠性屏障640可以与框架共注塑。

可延伸盖

无菌适配器可包括一个或多个可延伸盖，每个可延伸盖被被构造成接收器械驱动器的相应的可线性位移的驱动构件。例如，如图8A所示，可延伸盖720可包括近侧端部722、远侧覆盖的端部724和内部通道724。可延伸盖720的近侧端部722可联接至挠性屏障720（例如，类似于上述挠性屏障640），诸如通过与挠性屏障720一体形成或经由超声焊接、环氧树脂或其他合适的紧固件或过程来联接。远侧端部724可以闭合以覆盖或终止内部通道724的一端。如图8B所示，可延伸盖720的内部通道724可以接收器械驱动器的驱动构件702。因此，可延伸盖720可在驱动构件702与无菌适配器的非无菌侧上的其他部件以及无菌适配器的无菌侧上的元件之间形成屏障。

至少一个可延伸盖可被构造成根据所接收的驱动构件的线性位移在较短的静止状态与较长的完全延伸状态之间转变。例如，当所接收的驱动构件处于其最回缩位置或近侧位置时，可延伸盖可以处于其静止状态。并且当所接收的驱动构件处于其最延伸的远侧位置时，可延伸盖可以处于其完全延伸状态，从而使得可延伸盖的长度大体随着驱动构件的线性致动而改变，以便在其整个运动范围内保持驱动构件被覆盖。

在一些变型中，响应于由向外移动的驱动构件施加的拉伸载荷，至少一个可延伸盖可以从静止状态弹性地拉伸到完全延伸状态，并且当驱动构件向内移动后拉伸载荷释放时，弹性随后恢复到静止状态。例如，可延伸盖可以由硅氧烷或以任何合适的方式注塑或形成的另一个合适的挠性材料制成。如图8A和图8B所示，示例性可拉伸的可延伸盖720可具有大体截头圆锥形的形状，其锥度从近侧端部722延伸到远侧端部724。盖720内的壁厚度可大体是均匀的，或者可以在盖的整个不同部分变化（例如，在盖的近侧部分附近较厚，并且在盖的远侧部分附近较薄）。

又如，如图10A所示，另一个示例性的可拉伸的可延伸盖1020a可包括大体圆柱形的近侧部分和联接至该近侧部分上的大体截头圆锥形的远侧部分。随着驱动构件1002的线性位移，近侧部分和远侧部分中的一者或两者可以是可延伸的。近侧部分和远侧部分可以一体形成（例如，两者均由硅氧烷制成），或者可以是通过超声焊接等或其他合适的过程联接在一起的分开的部分（例如，单独的材料，例如具有不同弹性的单独的材料）。

再如，如图10B所示，另一个示例性的可拉伸的可延伸盖1020a可以包括大体圆柱形的近侧部分和联接至该近侧部分的可变形膜。随着驱动构件1002的线性位移，近侧部分和膜中的一者或两者可以是可延伸的。

在一些变型中，可延伸盖可至少部分由于盖的至少一部分的倒置而改变长度。例如，如图10C所示，示例性倒置盖1020c在其静止状态下可具有大体截头圆锥形形状，其较窄的锥形端朝近侧取向。盖1020c可以被构造成随着驱动构件1002的线性延伸而倒置，使得当驱动构件处于其完全延伸状态时，盖1020的较窄的锥形端朝远侧取向。在没有外力的情况下，盖1020c可以默认被偏置以恢复到其静止状态，使得当驱动构件处于其完全回缩状态时，盖1020以其较窄的锥形端朝近侧取向返回到未倒置状态。又如，如图10D所示，示例性倒置盖1020d可包括大体圆柱形的近侧部分和联接至近侧部分的倒置部分。类似于图10C所示的倒置盖1020c，盖1020d可以被构造成随着驱动构件1002的线性延伸而倒置，并且当驱动构件1002处于其完全回缩状态时返回到其倒置状态。在一些变型中，其中可延伸盖的至少一部分随着驱动构件的线性位移而倒置，盖的至少一部分可以另外弹性地拉伸以进一步允许盖的长度改变。

在一些变型中，可延伸盖可至少部分地由于一个或多个可折叠且可延伸区段而改变长度。例如，如图10E所示，示例性波纹管状盖1020e可包括一个或多个形成串联连接的区段的侧取向褶（例如，环），这些区段使盖1020e能够根据驱动构件1002的线性位移而纵向塌缩并延伸。又如，如图10F所示，示例性嵌套盖1020f可包括一个或多个伸缩或嵌套区段（例如，同心区段），这些区段使得盖1020f能够根据驱动构件1002的线性位移而纵向塌缩并延伸。在其他示例中，可延伸盖可包括以螺旋形式塌缩并延伸的区段，诸如经由螺旋褶或折叠或螺旋切割的伸缩区段。

可延伸盖可包括封闭的远侧端部（例如，远侧端部帽）。在一些变型中，可延伸盖的远侧端部可以被加固（例如，以抗撕裂或其他破损）。在一个示例性变型中，如图8A和图8B所示，可延伸盖720的远侧端部724可具有大于该盖的侧壁厚度的厚度。例如，远侧端部724的厚度可以是盖的侧壁厚度的至少约1.5倍、至少约2倍、至少约2.5倍或至少约3倍。在另一个示例性变型中，可延伸盖的远侧端部724可包括比盖720的其余部分的挠性材料更坚硬和/或更硬的材料。远侧端部724的第二材料可以通过共注塑、超声焊接、环氧树脂等或其他合适的过程和/或机构而联接至盖720的其余部分的材料。例如，合适的热塑性弹性体（例如，MEDIPRENE、SANTOPRENE、热塑性硫化橡胶(TPV)）和/或合适的刚性或半刚性材料（例如，PC、ABS或PC/ABS共混物）可以联接至可延伸盖的远侧端部724。附加地和/或另选地，可延伸盖可包括可减少撕裂或其他破损风险的几何形方面。例如，远侧端部724与盖720的其余部分之间的拐角接合处可以是倒圆的，这可以例如帮助避免应力集中。在其中无菌适配器包括多个可延伸盖的变型中，一些可延伸盖可以具有不同程度的加固。例如，一些可延伸盖可以对应于驱动构件，该驱动构件在更大范围的线性运动中运动，从而致动外科器械的更频繁使用的自由度等，并且因此可能会期盼经受更大的应力和/或更多的延伸和回缩循环。为了承受此类增加的需求，此类可延伸盖可具有比其他可延伸盖更加固的远侧端部。

在一些变型中，当驱动构件在其整个线性运动范围内移动时，可延伸盖的长度可以是大体与驱动构件以1:1的对应关系或以线性关系变化。例如，当驱动构件从其最回缩位置移动到其最大延伸位置时，可延伸盖的长度可以连续地逐渐增加，其中随着可延伸盖的长度增加，驱动构件总是与可延伸盖的远侧端部接触。

在一些变型中，可延伸盖的静止状态的长度可以以其他合适的方式随着驱动构件的移动而变化。例如，图9A和图9B示出了可延伸盖720的一种变型的示例性静止状态，并且图9C示出了可延伸盖720的示例性完全延伸状态。在图9A中，驱动构件702处于其最回缩位置，但是在其静止状态下尚未与可延伸盖720接触。在图9B中，驱动构件702处于其最回缩位置与最延伸位置之间的大约中点，并且几乎未与仍处于其静止状态的可延伸盖720接触。在图9A和图9B所示的驱动构件位置之间，可延伸盖720的长度不变。在图9C中，驱动构件702处于其完全延伸位置，并且可延伸盖处于其完全延伸状态。在图9B和图9C所示的驱动构件位置之间，驱动构件702推压可延伸盖的远侧端部724，从而引起可延伸盖的长度的改变。因此，如图9A至图9C所示，可延伸盖720可在驱动构件702的整个运动范围内为驱动构件702提供屏障，同时承受较小的总应变，从而减少了疲劳和当驱动构件702移动时（例如，在重复循环中）断裂的风险。在一些变型中，处于静止状态的可延伸盖的长度可以在处于完全延伸状态的可延伸盖的长度的约25%至约75%之间，在完全延伸状态下的可延伸盖的长度的约40%至60%之间，或者是完全延伸状态的可延伸盖的长度的约50%。

如图9A至图9C所示，可延伸盖的近侧端部722可以至少部分地被框架704的一部分约束。例如，框架704可以覆盖挠性屏障710的一部分，并且包括可延伸盖720穿过的开口。挠性屏障710的覆盖部分和可延伸盖720的近侧端部722可以借助于联接至器械驱动器的框架704来保持。因此，盖720的近侧端部大体保持在与驱动构件702被致动并推动盖720相同的定位处，从而允许盖720的长度根据驱动构件702的位置而增加和/或减少。

可旋转联接器

在一些变型中，无菌适配器可包括至少一个可旋转联接器，用于在保持无菌屏障时将扭矩从器械驱动器的旋转输出驱动传送到外科器械的旋转输入驱动。例如，如图6A至图6E和图7A至图7B所示，无菌适配器可包括可旋转的联接器630a和630b。可旋转联接器630a和630b可以以能够使可旋转联接器630a和630b大体自由旋转的方式安装在框架610的下板612与上板614之间。每个可旋转联接器可包括例如构造成插置在器械驱动器的旋转输出驱动与外科器械的旋转输入驱动之间的主体（例如，盘）。在一些变型中，可旋转联接器可包括具有第一弧形特征部的第一面，该第一弧形特征部被构造成接合器械驱动器的旋转输出驱动，并且还可包括具有第二弧形特征部的第二面，该第二弧形特征部被构造成接合外科工具的旋转输入驱动。第一弧形特征部和第二弧形特征部可以具有不同弧长。

例如，如图11A和11B所示，可旋转联接器1100可包括构造成接合器械驱动器的旋转输出驱动的第一联接器部分1110和构造成接合外科器械的旋转输入驱动的第二联接器部分1150。第一联接器部分1110和第二联接器部分1150可以是联接或固定在一起（例如，用环氧树脂或其他合适的粘合剂、热模制、销的压配合或其他接合特征部等）的单独的件。另选地，第一联接器部分1110和第二联接器部分1150可以是一体形成的，诸如通过注塑成型或机械加工为一体。

如图11B和图11C所示，第一联接器部分1110可包括第一弧形特征部1112以及一个或多个第一驱动特征部1114。类似地，如图11B和图11D所示，第二联接器部分1150可包括第二弧形特征部1152以及一个或多个第二驱动特征部1154。第一弧形特征部和第二弧形特征部1112和1152中的每一者可例如包括圆形区段。例如，第一弧形特征部和第二弧形特征部1112和1114可包括围绕可旋转联接器的主体的旋转轴线为中心的圆形区段（例如，“C”形）。在一个变型中，第一弧形特征部和第二弧形特征部1112和1114可包括向外的突出部。例如，每个向外的突出部可以接合在器械驱动器的旋转输出驱动或外科器械的旋转输入驱动上的对应的弧形通道。然而，应当理解，附加地或另选地，第一联接器部分1110和/或第二联接器部分1150可包括弧形通道，用于接合器械驱动器的旋转输出驱动或外科器械的旋转输入驱动上的向外的突出部。

弧形特征部1112和1152可旋转地定位可旋转联接器以与器械驱动器和外科器械接合。在一些变型中，弧形特征部可以至少部分地起作用，以确保当可旋转联接器与器械驱动器和外科器械接合时，可旋转联接器相对于器械驱动器的旋转输出驱动以及相对于外科器械的旋转输入驱动存在单个旋转取向。例如，如图11F所示，第一联接器部分1110上的第一弧形特征部1112（例如，具有面向器械驱动器的侧面）可以被构造成与器械驱动器的旋转输出驱动1182上的对应的弧形特征部1186配合。例如，第一弧形特征部1112可包括扫掠第一角度的弧形向外突出部，并且旋转输出驱动的弧形特征部1186可包括也扫掠第一角度并且被构造成接收第一弧形特征部1112的弧形通道，使得仅存在一个相对旋转位置，其中联接器的弧形特征部1112和旋转输出驱动的弧形特征部1186可以在其中配合和接合。又如，第一弧形特征部1112可包括扫掠第一角度的弧形向外突出部，并且旋转输出驱动的弧形特征部1186可包括扫掠第二角度的弧形向外突出部，其中第一角度和第二角度之和为约360度。在该示例中，仅存在一个相对旋转位置，其中联接器弧形特征部1112和旋转输出驱动的弧形特征部1186可以配合，使得可旋转联接器完全靠在器械驱动器上，而弧形的向外突出起1112和1186组合起来形成完整的圆。第二联接器部分1150上的第二弧形特征部1152（例如，具有面向器械的侧面）可以类似地被构造成与外科器械的旋转输入驱动1192上的对应弧形特征部1196配合。

第一联接器部分1110还可包括一个或多个第一驱动特征部1114，如图11B和图11C所示，并且第二联接器部分1150还可包括一个或多个第二驱动特征部1154，如图11B和图11D所示。驱动特征部1114和1154可包括，例如，销孔或凹陷部（方形、圆形等），这些销孔或凹陷部被构造成与器械驱动器的旋转输出驱动上的向外突出的驱动销接合，并且与外科器械的旋转输入驱动上的向外突出的驱动销接合。然而，应当理解，附加地或另选地，第一联接器部分1110和/或第二联接器部分1150可包括向外突出的驱动销，该驱动销与器械驱动器的旋转输出驱动上和外科器械的旋转输入驱动上的对应孔口或凹陷部接合。此外，驱动特征部1114和1154可包括倒角以帮助引导与器械驱动器和/或外科器械上的对应驱动特征部的接合。

在一个变型中，第一联接器部分1110可包括彼此成约180度布置的两个驱动特征部1114，并且第二联接器部分1150可包括彼此成约180度布置的两个驱动特征部1154。该组两个驱动特征部1114和该组两个驱动特征部1154可旋转地偏移约90度（例如，第一驱动特征部1114位于约0度，第二驱动特征部1154位于约90度，另一第一驱动特征部1114位于约180度处，并且另一第二驱动特征部1154位于约270度）。例如，第一联接器部分1110和第二联接器部分1160可以是相同设计（例如，相同的尺寸和形状）的不同实例，但是以约90度的旋转偏移背对背旋转并固定到彼此。在一些变型中，此旋转偏移可允许和帮助补偿器械驱动器的输出驱动和外科器械的输入驱动之间的轴向不对准（例如，类似于奥尔德姆联接器中的浮盘来操作）。联接器1100上的驱动特征部中的至少一些可以是细长的或狭槽状的，这可为器械驱动器的旋转输出驱动与外科器械的旋转输入驱动器之间的轴向不对准提供一定公差调节和补偿。例如，第一联接器部分1110上的驱动特征部1114可略微为椭圆形以允许联接器1100在联接器1100旋转时围绕器械驱动器上的圆形驱动销平移，而另外地，第二联接器部分1150上的驱动特征部1154可略微为椭圆形以允许联接器1100围绕外科器械上的圆形驱动销平移。因此，驱动特征部1114和1154能够补偿至少一些轴向不对准。

此外，在一些变型中，第一驱动特征部1114可与联接器1100的旋转轴线约等距，并且类似地，第二驱动特征部1154可与联接器的旋转轴线约等距。在一些变型中，第一驱动特征部1114和第二驱动特征部1154可设置在可旋转的联接器1100的边缘或周边附近，以便最大化通过联接器1100从器械驱动器传递到外科器械的转矩。

如图11F所示，可旋转联接器1100可包括外凸缘1160，该外凸缘帮助将联接器1100保持和/或定位在无菌适配器的框架内（也如图11E所示）。例如，外凸缘1160可以设置在下板1172与上板1174之间的空隙中，在足够的间隙内，以允许联接器1100在下板与上板之间自由旋转。外凸缘1160可以围绕联接器1100的周边基本上连续，尽管另选地，联接器1100可包括围绕联接器1100的周边分布的离散区段（例如，突片）。

在一些变型中，可旋转联接器可包括聚碳酸酯、ABS、用于框架和/或板组件的上述其他材料、或可注塑、机加工、挤压、冲压、3D打印或以任何合适方式制造的其他合适的刚性材料。

无菌盖布

在一些变型中，无菌盖布可以联接至无菌适配器，以大体在非无菌部件（例如，器械驱动器，机器人臂等）与无菌组件和无菌环境的其他部分（例如，外科器械、患者等）之间形成周围的无菌屏障。例如，一般来讲，如图5所示，无菌盖布562可以联接至无菌适配器560，以在非无菌部件与无菌部件之间提供附加屏障。无菌盖布562可以围绕无菌适配器560（其插置在器械驱动器的托架520与外科器械的基座552之间）的外围联接。

在另一个示例性变型中，如图6A所示，无菌盖布660可以联接至无菌适配器600的外围，该无菌适配器被构造成插置在器械驱动器与外科器械之间。在该变型中，无菌盖布660可以联接至框架610（例如，以框架610的下板612邻接，以框架610的与托架520交接的边缘或表面邻接）和/或挠性屏障640（例如，与挠性屏障640的适形于器械驱动器的腔体522的表面的边缘邻接）的外围。在其他变型中，无菌盖布660可以附加地或另选地邻接上板614，邻接框架610的与外科器械基座交接的边缘或表面，和/或无菌适配器的其他合适边缘或表面，以在器械驱动器（和其他非无菌部件）与外科器械（和其他无菌部件）之间提供屏障。

在一些变型中，无菌适配器和无菌盖布可以在制造期间联接在一起（例如，如上所述），并且作为无菌屏障包装在一起，以在机器人外科规程中使用。在准备外科规程中，用户可以将无菌适配器（例如，框架）联接至器械驱动器上，使得器械驱动器的一个或多个可线性位移的驱动构件中的每个可被可延伸盖接收，并且/或者一个或多个旋转输出驱动中的每个可被联接至可旋转联接器（例如，可旋转联接器630a和630b）。用户可以另外在器械驱动器和机器人臂上方布置无菌盖布，从而在器械驱动器（以及其他非无菌部件）与外科器械（以及其他无菌部件或无菌环境的一部分）之间形成屏障。

在一些变型中，无菌盖布可包括挠性的材料，该材料可以掩盖或覆盖在期望的部件上。无菌盖布可以是基本上半透明的或透明的（例如，用于观察盖布下面的部件）。例如，无菌盖布可包括聚丙烯和/或聚乙烯。在一些变型中，无菌盖布的厚度可以在约0.05mm至约0.30mm之间，在约0.1mm至约0.2mm之间或任何合适的厚度。无菌盖布可以通过热粘结、环氧树脂等和/或任何合适的方式附接到无菌适配器（例如，框架和/或挠性屏障）。

联锁布置

在一些变型中，本文所述的无菌屏障可与联锁布置结合使用，该联锁布置构造成当器械驱动器将可线性位移的驱动构件致动到外科器械中或抵靠该外科器械致动时，将外科器械、无菌适配器和器械驱动器推在一起（例如，在机器人外科规程期间）。一般来讲，当器械驱动器的一个或多个致动的线性驱动构件抵靠外科器械的驱动输入而线性向外移动时，反作用力趋于不期望地将器械驱动器和外科器械分开（并且/或者趋于将器械驱动器和无菌适配器分开）。联锁布置可被构造成有利地将此类反作用力转化或转变为将器械驱动器和外科器械推到一起的压缩力，从而保持外科器械和无菌适配器与器械驱动器接合。因此，一般来讲，趋于使器械驱动器和外科器械分开的反作用力越大，抵消该反作用力并且将器械驱动器和外科器械推在一起的压缩力越大（例如，将无菌适配器夹置在中间）。

一般来讲，在一些变型中，如图12所示，机器人外科系统1200可包括：器械驱动器1210（致动器），该器械驱动器包括至少一个可线性位移的驱动构件；外科器械1230，该外科器械具有由至少一个驱动构件致动的至少一个自由度；无菌适配器1220，该无菌适配器插置在器械驱动器1210与外科器械1230之间；以及联锁布置1240，该联锁布置跨无菌适配器1220将器械驱动器1210和外科器械1230联接，其中联锁布置1240在器械驱动器1210致动外科器械1230的至少一个自由度时将器械驱动器1210和外科器械1230一起推动。例如，当器械驱动器1210致动外科器械的至少一个自由度时，反作用力可能趋于引起器械驱动器1210和外科器械1230的分开，如箭头F所示。联锁布置1240可被构造成在压缩区域1242中将反作用力F转化或转变为压缩力，该压缩力将器械驱动器1210和外科器械1230一起推动，从而使外科器械1230和无菌适配器1220保持与器械驱动器1210接合。

在一些变型中，器械驱动器1210可以大体类似于上述器械驱动器。例如，器械驱动器1210可包括至少一个（例如，多个）可线性位移的驱动构件（未示出），类似于由线性致动器524致动的驱动构件550b，如图6D所示。类似地，外科器械1230可以大体类似于上述器械。例如，外科器械1230可包括一个或多个（例如，多个）驱动输入（未示出），诸如阀瓣、杠杆、插口或其他机构，用于接收对应的可线性位移的驱动构件并通过缆线、皮带或其他合适的驱动元件的系统来驱动一个或多个自由度。此外，无菌适配器1220可以大体类似于上述无菌适配器。例如，无菌适配器1220可包括框架、至少一个（例如，多个）可延伸盖1222和/或挠性屏障，以插置在器械驱动1210与外科器械1230之间。

然而，在包括联锁布置1240的变型中，器械驱动器1210的至少一部分和/或外科器械1230的至少一部分可包括联锁布置。例如，联锁布置1240可包括联接至器械驱动器1210的第一部分和联接至外科器械的第二部分。在图12的示例性示意图中，联锁布置1240可包括联接至器械驱动器1210的第一联锁构件1212和联接至外科器械1230的第二联锁构件1232。第一联锁构件和第二联锁构件中的每个可包括一个或多个接收表面（例如，凹陷部、孔口等）和/或一个或多个相互接合的突出表面，以便使第一联锁构件和第二联锁构件能够跨无菌适配器1220彼此联锁或接合。无菌适配器1220的形状可以对应于第一联锁构件和第二联锁构件。例如，如图12所示，第一联锁构件和第二联锁构件中的每个可大体为钩形，并且钩形形状可跨无菌适配器1220彼此接合，该无菌适配器大体为“S”钩形（或反向为“S”钩形）以遵循联锁的钩形构件的轮廓。在机器人外科系统的操作期间，驱动构件的线性致动可能趋于使器械驱动器1210和外科器械1230分开，从而使联锁构件1212和1232载荷张力。然而，由于联锁布置1240的几何结构，构件1212和1232的联锁端可在压缩区域1242中被推向彼此，从而压缩无菌适配器1220并且增加无菌适配器1220和外科器械1230的保持力。

尽管图12示出了包括钩形联锁构件的联锁布置1240，但是应当理解，其他种类的联锁或其他联接布置可以将反作用力（在外科器械的致动期间产生）转化为将器械驱动器和外科器械推在一起的力。例如，联锁布置的第一部分和/或第二部分可包括杠杆或枢转构件、可插入接收孔中的销或其他合适的接合元件。

一般来讲，当外科器械联接至无菌适配器和器械驱动器时，联锁布置的第一部分和第二部分可经由卡扣配合或其他合适的过盈配合接合。在一些变型中，当需要移除外科器械时，联锁布置的第一部分和第二部分可以脱离接合以允许器械驱动器和外科器械脱离。此外，联锁布置的第一部分和第二部分可以脱离接合以允许无菌适配器的移除，该无菌适配器否则被插置在器械驱动器与外科器械之间。例如，如以上参考图7B所述，在脱离接合联锁布置的第一部分和第二部分并且随后从器械驱动器的中心腔体中移除外科器械之后，无菌适配器可以被朝向中心腔体的中线侧向挤压并且被移除。

如图13A所示，联锁布置1340的一个示例包括联接至器械驱动器1310的第一钩形联锁构件1312和联接至外科器械（未示出）的第二钩形联锁构件1332。与以上参考图12所述的联锁布置类似，第一联锁构件1312和第二联锁构件1332被构造成通过无菌适配器1320彼此接合，其中无菌适配器1320可包括插置在联锁构件1312与1332之间的对应的钩形构件1324。在一些变型中，（分别为器械驱动器和无菌适配器的）构件1312和1324可大体侧向向外钩住，而（外科器械的）构件1332可大体侧向向内钩住。联锁布置（例如，至少部分地通过这些钩形构件之间的接合而形成）例如可以通过将无菌适配器压在器械驱动器上，并且将外科器械压在无菌适配器上来形成，从而经由卡扣配合或其他合适的过盈配合将联锁构件接合和锁定在一起。在外科器械的致动期间，区域1342可由于如上所述的反作用力而被压缩载荷，从而将器械驱动器、无菌适配器和外科器械推到一起。此外，可例如通过使外科器械构件1332向外枢转以将其与无菌适配器构件1324分开来执行联锁布置的脱离接合。在脱离接合联锁布置之后，可将外科器械分开并且从器械驱动器上移除。此后，在没有外科器械的情况下，如图13B所示，无菌适配器1320上箭头D所示的力（例如，向内的侧向挤压或推动力）可能会使无菌适配器构件1324的侧向向内移动，从而使无菌适配器构件1324从器械驱动器构件1312脱离接合，并且允许将无菌适配器1320从器械驱动器1310移除。与上述类似，当存在外科器械并且与器械驱动器1310接合时，可基本上防止将无菌适配器1320从器械驱动器1310移除。在一些变型中，箭头D所示的推动力可以通过用户直接压在无菌适配器的侧面或操作闩锁、杠杆或提供箭头D所示的力的任何合适的机构来产生。

图14示出了联锁布置1440的另一个示例性变型。与以上参考图13A和图13B所述的联锁布置1340类似，联锁布置1440包括联接至器械驱动器1410的突出部（例如，钩）和联接至外科器械1430的联锁构件1430，其中联锁构件1430被构造成选择性地与器械驱动器1410上的突出部接合或联锁。无菌适配器1420可以插置在器械驱动器1410与外科器械1430之间。（器械驱动器1410的）突出部可大体侧向向外取向，而（外科器械1430的）构件1430可大体侧向向内取向。在该变型中，联锁构件1430可以是可上下致动的（例如，通过用户抓取外科器械1430的侧面上的联锁构件1430并且滑动构件1430）以使构件1430与器械驱动器1410脱离接合和接合。此外，在一些变型中，联锁构件1430可以可操作地联接至开关、侧把手、柄部和/或其他合适的抓取机构，以促进将联锁构件1430移入和移出联锁布置，并且从而促进外科器械与器械驱动器的接合和脱离接合。

在一些变型中，联锁布置的至少一部分可以通过可枢转的特征部脱离接合。例如，如图15A和图15B所示，联锁布置1540可包括联接至器械驱动器1510的第一联锁构件1512和联接至外科器械1530的第二联锁构件1532。一般来讲，第一联锁构件和第二联锁构件1512和1532跨无菌适配器1520彼此接合，类似于以上参考图12所述的方式。此外，无菌盖布1526可以联接至无菌适配器1532的外围，并且在器械驱动器1510与外科器械1530之间提供附加的屏障。然而，在该变型中，类似于闩锁，第二联锁构件1532可枢转以促进与第一联锁构件1512的接合和脱离接合。例如，可枢转的第二联锁构件1532可以可操作地联接至可移动柄部1534。在图15A中，第一联锁构件和第二联锁构件接合，使得当器械驱动器致动外科器械时，联锁布置1540将器械驱动器1510和外科器械1530一起推动。用户可以沿远离器械驱动器1510的方向拉柄部1534，以使第二联锁构件1532侧向向内枢转远离第一联锁构件1512，从而能够使联锁布置1540脱离接合并且将外科器械1530从如图15B所示器械驱动器1510移除。应当理解，第二联锁构件1532的此类可枢转移动不影响无菌适配器1512的定位，使得无菌适配器1512可以保持与外科器械联接的位置（例如，以促进器械交换而无需更换无菌适配器1512）。此外，促进移除外科器械所需的柄部的致动方向可以有利地与器械移除互补（例如，直观），因为用户可以沿将外科器械与器械驱动器分开所需的直观方向移动柄部。尽管在图15A和图15B中将柄部1534描绘为位于器械“顶”侧的拉手，但是应该理解，类似于闩锁，可以使用其他致动机构（例如，侧把手）来致动可枢转的第二联锁构件1532。

为了便于解释，上文的描述使用了特定的命名法来提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，为了实施本发明，不需要具体细节。因此，对本发明的特定实施方案的以上描述是出于举例说明和描述的目的而提供。它们并非旨在穷举或将本发明限于所公开的精确形式；显然，鉴于上述教导内容，许多修改和变型形式都是可能的。选择和描述实施方案以便最好地解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够最好地利用本发明以及具有适合于预期的特定用途的各种修改的各种实施方案。预期的是，以下权利要求及其等同物限定本发明的范围。

Claims (19)

1.一种外科机器人系统，包括：

致动器，所述致动器包括容纳在器械安装界面中的至少一个可线性位移的驱动构件；

外科器械，所述外科器械具有由所述至少一个驱动构件致动的至少一个自由度，所述外科器械的一部分接收在所述器械安装界面的腔体中；

无菌适配器，所述无菌适配器插置在所述致动器与所述外科器械之间，其中所述无菌适配器包括联接至所述器械安装界面的框架、挠性屏障和与所述挠性屏障一体形成的可延伸盖，其中所述可延伸盖被布置成接收所述驱动构件，并且所述挠性屏障在所述框架下方且在所述可延伸盖下方延伸到所述器械安装界面的腔体中；和

联锁布置，所述联锁布置跨所述无菌适配器联接所述致动器和所述外科器械，其中当所述致动器致动所述外科器械的所述至少一个自由度时，所述联锁布置将所述致动器和所述外科器械推到一起。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述框架具有测量为所述安装界面与所述外科器械的器械基座之间的距离的高度，其至少与所述驱动构件的完全凹入位置与所述驱动构件的完全延伸位置之间的差值一样高。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述挠性屏障适形于所述腔体；并且所述外科器械基本上防止所述致动器和所述无菌适配器的脱离。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述挠性屏障与所述框架共注塑。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述可延伸盖根据接收在所述可延伸盖中的驱动构件的线性位移而在静止状态与完全延伸状态之间转变。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述可延伸盖包括弹性体材料。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述可延伸盖包括封闭的远侧端部；并且其中所述远侧端部是加固的。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述远侧端部比所述可延伸盖的壁厚。

9.根据权利要求7所述的系统，其中所述远侧端部包括比所述可延伸盖的壁硬的材料。

10.根据权利要求1所述的系统，还包括联接至所述无菌适配器的无菌盖布。

11.根据权利要求1所述的系统，其中所述联锁布置包括联接至所述致动器的第一部分和联接至所述外科器械的第二部分。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述第一部分包括第一联锁构件，并且所述第二部分包括第二联锁构件，所述第二联锁构件被构造成与所述第一联锁构件接合。

13.根据权利要求11所述的系统，其中所述联锁布置的所述第二部分包括闩锁。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述外科器械包括柄部，所述柄部可操作地联接至所述闩锁以可释放地联接所述致动器和所述外科器械。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述闩锁是可枢转的，并且其中所述柄部可操作地联接至所述闩锁的支点。

16.根据权利要求1所述的系统，其中所述联锁布置被构造成使得当所述致动器致动所述外科器械的所述至少一个自由度并引起反作用力时，所述联锁布置将所述反作用力转化为压缩力。

17.一种用于外科机器人系统中的无菌适配器，所述无菌适配器包括：

框架，其构造成联接到器械安装界面，包括可线性位移的驱动构件的致动器容纳在所述器械安装界面中，所述驱动构件构造成在外科器械联接到所述器械安装界面时致动所述外科器械的一自由度；以及

挠性屏障和与所述挠性屏障一体形成的可延伸盖，其中，所述可延伸盖被布置成接收所述致动器的驱动构件，所述挠性屏障构造成在所述框架下方且在所述可延伸盖下方延伸到所述器械安装界面的腔体中，在外科器械联接到所述器械安装界面时，所述外科器械的一部分接收在所述器械安装界面的腔体中。

18.根据权利要求17所述的无菌适配器，其中所述框架具有测量为所述器械安装界面与所述外科器械的器械基座之间的距离的高度，其至少与所述驱动构件的完全凹入位置与所述驱动构件的完全延伸位置之间的差值一样高。

19.根据权利要求18所述的无菌适配器，其中所述挠性屏障适形于所述腔体。

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