CN113316431A - 用于联接外科部件的具有无菌屏障组件的安装系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于将第一外科部件和第二外科部件联接的安装系统。该安装系统包括与第一外科部件相关联的第一安装部分、与第二外科部件相关联的第二安装部分以及无菌屏障组件,并且所述第二安装部分包括可在第一位置和第二位置之间运动的张紧器。无菌屏障组件包括联接部和多个运动学联接器,所述联接部被配置为可释放地固定到第一安装部分并且当第二安装部分的张紧器处于第一位置中时可释放地接收第二安装部分,所述多个运动学联接器被配置为接合安装部分并且被布置成当第二安装部分的张紧器处于第二位置中时通过无菌屏障组件在安装部分之间提供运动学联接部以约束外科部件之间的运动的六个自由度。

Description

用于联接外科部件的具有无菌屏障组件的安装系统
相关申请
本申请要求享有于2018年12月4日提交的美国临时专利申请No.62/775,126、于2019年11月13日提交的美国临时专利申请No.62/934,771以及于2019年11月19日提交的美国临时专利申请No.62/937,529的优先权和权益,这些申请中的每个申请的全部公开内容通过引用合并于此。
技术领域
本公开总体上涉及用于外科部件的安装系统,并且更具体地,本公开涉及一种用于联接外科部件的具有无菌屏障组件的安装系统。
背景技术
已知诸如外科手术单之类的无菌屏障组件用于在外科手术期间在外科部件之间建立屏障。例如,外科手术单可以用于在机械手和附接到机械手的末端执行器之间提供屏障。在外科手术中,机械手被视为非无菌的,而末端执行器是无菌的。外科手术单在机械手和末端执行器之间创建屏障,以防止其中操作末端执行器的无菌区域受污染。
通常,放置在机械手和末端执行器之间的外科手术单具有穿孔或其它开口,通过所述穿孔或其它开口可以在机械手和末端执行器之间进行不同的连接,例如,机械连接和/或电连接。只要这样的穿孔在外科手术期间被覆盖,这样的穿孔就是可接受的。如果末端执行器在外科手术期间发生故障并且需要被更换,或者如果期望使用不同的末端执行器,并且穿孔变得未被覆盖,则标准手术室无菌操作规程会规定在可以安装不同的末端执行器之前需要更换外科手术单。外科手术单的移除以及新外科手术单的安装占用了宝贵的时间,因此不期望更换。
其它外科手术单不是故意穿孔的,而是被压缩在机械手和末端执行器之间。如果外科手术单由薄塑料形成,则当外科手术单被压缩时,外科手术单会发生意外的裂开或撕裂。甚至当外科手术单确实保持完好无损时,由于外科手术单的可压缩性,末端执行器在机械手上的定位也是不精确的。例如,外科手术单可以不均匀地压缩。此外,由常规的披盖(draping)材料制成的厚盖布可以在正常的末端执行器载荷下出现挠曲。较小挠曲被放大到末端执行器的工具中心点(TCP),并且由于TCP的定位准确度的误差而变得无法忍受。
因此,在本领域中需要解决这些缺陷中的一个或多个。
发明内容
提供一种用于将第一外科部件和第二外科部件联接的安装系统。该安装系统包括与第一外科部件相关联的第一安装部分以及与第二外科部件相关联的第二安装部分。第二安装部分包括可在第一位置和第二位置之间运动的张紧器。该安装系统还包括无菌屏障组件。无菌屏障组件包括联接部,所述联接部被配置为可释放地固定到第一安装部分并且当第二安装部分的张紧器处于第一位置中时可释放地接收第二安装部分。多个运动学联接器被配置为接合安装部分并且被布置成当第二安装部分的张紧器处于第二位置中时通过无菌屏障组件在安装部分之间提供运动学联接部以约束外科部件之间的运动的六个自由度。
提供一种末端执行器,该末端执行器用于通过无菌屏障组件可释放地附接到外科手术机器人的第一安装部分,所述无菌屏障组件具有联接部和多个运动学联接器。末端执行器包括用于支撑能量施加器的壳体和附接到该壳体的第二安装部分。第二安装部分包括可在第一位置和第二位置之间运动的张紧器。第二安装部分被配置为当第二安装部分的张紧器处于第一位置中时可释放地联接至无菌屏障组件的联接部。第二安装部分包括多个接触表面,其用于接合无菌屏障组件的多个运动学联接器。
提供一种无菌屏障组件,该无菌屏障组件用于可释放地附接到第一外科部件的第一安装部分和第二外科部件的第二安装部分,所述第二外科部件的第二安装部分具有张紧器。无菌屏障组件包括:接口,所述接口被配置为接收盖布;以及联接部,所述联接部可操作地附接到所述接口并且被配置为可释放地固定到第一安装部分并且当第二安装部分的张紧器处于第一位置中时可释放地接收第二安装部分。多个运动学联接器由所述接口支撑并且被配置为接合安装部分。所述多个运动学联接器被布置成当第二安装部分的张紧器处于第二位置中时在安装部分之间提供运动学联接部以约束外科部件之间的运动的六个自由度。
提供一种外科手术机器人,该外科手术机器人用于通过无菌屏障组件可释放地接收末端执行器的第二安装部分,所述无菌屏障组件具有联接部和多个运动学联接器。第二安装部分具有可从第一位置运动到第二位置的张紧器。该外科手术机器人包括机械手,所述机械手具有第一安装部分,所述第一安装部分被配置为通过无菌屏障组件可释放地接收末端执行器的第二安装部分。第一安装部分包括多个接触表面,其用于接合无菌屏障组件的多个运动学联接器。第一安装部分还包括加载机构,所述加载机构被配置为在张紧器从第一位置运动到第二位置时通过无菌屏障组件将预加载力施加到第二安装部分。
提供一种外科手术系统,该外科手术系统包括:与外科部件相关联的第二安装部分;无菌屏障组件;外科手术机器人,其包括机械手,所述机械手具有第一安装部分,所述第一安装部分被配置为可释放地接收无菌屏障组件并且通过该无菌屏障组件可释放地接收第一安装部分;照明装置,其联接至机械手;以及一个或多个控制器,其联接至一个或多个传感器,并且被配置为:使用来自所述一个或多个传感器的测量值来检测与将无菌屏障组件和第二安装部分中的一个或多个安装到第一安装部分相关联的条件;以及控制照明装置以向用户指示所述条件。
提供一种操作外科手术系统的方法,该外科手术系统包括:与外科部件相关联的第二安装部分;无菌屏障组件;外科手术机器人,其包括机械手,所述机械手具有第一安装部分,所述第一安装部分被配置为可释放地接收无菌屏障组件并且通过该无菌屏障组件可释放地接收第一安装部分;照明装置,其联接至机械手;以及一个或多个控制器,其联接至一个或多个传感器,该方法包括所述一个或多个控制器:使用来自所述一个或多个传感器的测量值来检测与将无菌屏障组件和第二安装部分中的一个或多个安装到第一安装部分相关联的条件;以及控制照明装置以向用户指示所述条件。
附图说明
当结合附图考虑时,通过参考以下详细的描述,本公开的优点将容易地被领会,本公开的优点将变得更好理解。
图1是机器人外科手术系统的透视图,该机器人外科手术系统包括插置于机械手与末端执行器之间的安装系统。
图2是安装系统的局部分解透视图,其示出第一安装部分被附接到机械手,第二安装部分被附接到末端执行器并且无菌屏障组件将安装部分相互连接。
图3是图1的安装系统的透视图,其示出第一安装部分和第二安装部分以及无菌屏障组件被布置在加载构型中。
图4是图3的安装系统的局部分解透视图,其示出第一安装部分、第二安装部分和无菌屏障组件被布置成彼此间隔。
图5是图3的安装系统的另一个局部分解透视图。
图5A是局部透视剖视图,其示出容纳在无菌屏障组件的接口内的运动学联接器。
图5B和图5C是连接器的分解透视图。
图5D是大体上沿着图5C中的线5D-5D截取的连接器之一的剖视图。
图6是图4的第一安装部分的第一组部件的分解透视图。
图7是图4的第一安装部分的第一组部件的另一个分解透视图。
图8是图4的第一安装部分的第二组部件的分解透视图。
图9是图4的第一安装部分的第二组部件的另一个分解透视图。
图10是图4的无菌屏障组件的分解透视图。
图11是图4的无菌屏障组件的另一个分解透视图。
图12是图4的第二安装部分的分解透视图(省略了保持器板)。
图13是图4的第二安装部分的另一个分解透视图(省略了保持器板)。
图14A至图14C是沿着图4中的线14-14截取的透视剖视图,其示出无菌屏障组件到第一安装部分上的连接。
图15A是大体上沿着图4中的线15A-15A截取的透视剖视图,其示出第二安装部分、第一安装部分和无菌屏障组件,该无菌屏障组件被示出为连接到第一安装部分。
图15B是大体上沿着图4中的线15B-15B截取的另一个透视剖视图,以示出第二安装部分与无菌屏障组件的连接。
图16A和图16B是大体上沿着图4中的线15B-15B截取的剖视图,除了为说明目的已移除许多部件以示出施加到安装系统的预加载力来将第二安装部分拉向第一安装部分以外,还包括在图16B中示出预加载力的加载路径。
图16C是图16B的放大图,其示出偏压元件。
图17是示出加载致动器的局部透视剖视图。
图18是第二毂盘的顶部透视图。
图19是第一毂盘的底部透视图。
图20A和图20B分别是从图16A和图16B截取的放大剖视图。
图21A是第二安装部分的平面图,其示出处于第一打开位置中的张紧器,该张紧器包括杠杆和促动器(activator)连杆。
图21B是第二安装部分的平面图,其示出处于第二关闭位置中的张紧器。
图22是第二安装部分的释放机构的分解透视图。
图23是释放机构的保持器板的底部透视图。
图24A和图24B是第二安装部分的透视图,其示出从第一位置运动到第二位置的释放机构的释放致动器。
图25A和图25B是透视图,其示出释放机构的释放致动器从第一位置运动到第二位置以使释放连杆和释放元件运动,使得第二安装部分可以从无菌屏障组件移除。
图25C是示出释放元件之一的致动的局部透视剖视图。
图26是具有该安装系统并且示出照明装置的机器人外科手术系统的局部分解透视图。
图27是图26的机器人外科手术系统的透视图,其示出照明装置。
图28是图26的机器人外科手术系统的透视图,其示出处于第一照明状态中的照明装置。
图29是图26的机器人外科手术系统的透视图,其示出处于第二照明状态中的照明装置。
具体实施方式
现在参照图1至图3,示出了安装系统20,其用于使用无菌屏障组件22在运动学上联接第一外科部件和第二外科部件。在本文描述的代表性示例中,第一外科部件是具有机械手R的外科手术机器人,并且第二外科部件是用于附接到机械手R的末端执行器EE。机械手R和末端执行器EE可以类似于2017年10月20日提交的、标题为“Systems and Tools foruse with Surgical Robotic Manipulators”的美国专利申请公开No.2018/0110572中描述的那些,该美国专利申请的全部公开内容通过引用合并于此。应当理解,安装系统20可以用于使用无菌屏障组件22在运动学上联接任何外科部件。
参照图2和图3,机械手R包括第一安装部分24,并且末端执行器EE包括第二安装部分26。无菌屏障组件22位于第一安装部分24和第二安装部分26之间,以便在外科手术期间在机械手R和末端执行器EE之间建立屏障。该屏障将机械手R与其中操作末端执行器EE的无菌区域S分开。在外科手术期间,机械手R被认为是非无菌的,并且屏障降低了污染物从机械手R迁移到无菌区S中的可能性。
为了便于将无菌屏障组件22和末端执行器EE可释放地附接到机械手R,第二安装部分26设置有张紧器28,所述张紧器28可在第一位置28F和第二位置28S之间运动,如以下更详细描述的那样,并且无菌屏障组件22设置有联接部30和多个运动学联接器32。
联接部30被配置为可释放地固定到第一安装部分24并且当第二安装部分26的张紧器28处于第一位置28F中时可释放地接收第二安装部分26。运动学联接器32被配置为接合安装部分24、26,并且被布置成当第二安装部分26的张紧器28处于第二位置28S中时通过无菌屏障组件22在安装部分24、26之间提供运动学联接部以约束外科部件之间的运动的六个自由度。
如上所述,安装部分24、26被配置为与无菌屏障组件22可释放地且在运动学上联接在一起。运动学联接部在安装部分24、26之间提供刚性连接,以便使安装部分24、26之间的定位可以是确定性的且可重复的。由于这种刚性的、确定性的且可重复的连接,可以减少在定位末端执行器EE时的错误,该错误会以其它方式与在末端执行器和机械手之间的更灵活的连接相关。运动学联接部精确地约束待受约束的自由度的数量,即,没有任何自由度被过度约束。例如,在本文所示的代表性示例中,在安装部分24、26之间具有六个自由度(三个平移自由度和三个旋转自由度)。因此,运动学联接部相对于末端执行器EE精确地约束这六个自由度。
在某些示例中,不同的末端执行器EE可以用于不同的目的。例如,多个末端执行器(每个都具有不同的能量施加器EA)(例如,钻头、钻孔机、铰刀、锯、超声波头、冲击器等)可以与相同的机械手R一起使用,以在外科手术期间执行各种功能,例如,去毛刺、钻孔、铰孔、锯切、烧蚀、冲击等,所有末端执行器EE都具有相同的第二安装部分26,以可释放地附接到第一安装部分24,如本文所描述的。在所示的方案中,第二安装部分26被附接到末端执行器EE的壳体27或以其它方式集成到末端执行器EE的壳体27中。能量施加器EA由壳体27支撑并且由壳体27承载,以在外科手术期间执行其功能。
参照图4和图5,无菌屏障组件22采用多个运动学联接器32以在运动学上联接安装部分24、26。在本文所示的代表性示例中,运动学联接器32被实现为三个球形滚珠,其被配置为约束外科部件之间的运动的六个自由度。在一个示例中,滚珠具有抛光的耐腐蚀表面,使得在某些载荷下可以实现在定位安装部分24、26时的亚微米重复性。滚珠可以由陶瓷、不锈钢或其它合适的材料形成。作为非限制性示例,滚珠可以由碳化硅或碳化钨形成。滚珠可以被精密加工到非常严密的公差,例如,小于五十万分之一英寸。在使用过程中,滚珠被落座在相应的第一安装部分24和第二安装部分26的多个第一接收部34和多个第二接收部36中。接收部34、36的尺寸和形状被设定为接收滚珠32。
在所示的示例中,第一安装部分24包括第一安装板38和紧固到第一安装板38的毂盘安装件40。毂盘安装件40适于例如经由一个或多个紧固件或螺栓(未示出)附接到机械手R。这里,多个第一接收部34可操作地附接到第一安装板38(例如,经由紧固件、焊接、压配合或类似方式紧固到第一安装板38)。类似地,第二安装部分26包括具有盖41的第二安装板42(参见图5),所述盖41适于例如经由一个或多个紧固件或螺栓(未示出)附接到末端执行器EE。这里,多个第二接收部36可操作地附接到第二安装板42(例如,经由紧固件、焊接、压配合或类似方式紧固到第二安装板42)。第一安装部分24包括由多个第一接收部34限定的多个第一接触表面,用于接合多个运动学联接器32。类似地,第二安装部分26包括由多个第二接收部36限定的多个第二接触表面,用于接合多个运动学联接器32。接触表面在形状上与运动学联接器32协作,以约束末端执行器EE和机械手R之间的运动的六个自由度。在一个方案中,多个第二接触表面被配置为提供与多个运动学联接器32接触的仅六个接触点。
第一安装部分24的多个第一接收部34每个都具有圆锥形构型的接触表面(也称为圆锥形接收部)。第二安装部分26的多个第二接收部36每个都具有带大致V形凹槽的接触表面(也称为带V形凹槽的接收部)。更具体地,这些带V形凹槽的接收部36的接触表面是哥特式尖拱的形状。接触表面充当用于上述的运动学联接部的约束表面。将应理解,可以采用不同类型、布置和构型的接收部34、36来实现安装部分24、26之间的运动学联接部。作为非限制性示例,平坦的或平面的接收部可以用于某些应用。
尽管本文示出的代表性示例示出具有三个圆锥形接收部的第一安装部分24和具有三个带V形凹槽的接收部的第二安装部分26,但是将应理解,每个安装部分24、26都可以利用以不同方式布置的不同类型的接收部34、36。作为非限制性示例,第一安装部分24可以可设想地采用两个带V形凹槽的接收部和一个圆锥形接收部。第一安装部分24还可以采用三个带V形凹槽的接收部。类似地,将应理解,第二安装部分26可以采用以足以相对于运动学联接器32准确地约束六个自由度的任何方式所配置的接收部。作为非限制性示例,第二安装部分26可以采用一个圆锥形接收部以约束三个自由度、一个带V形凹槽的接收部以约束两个自由度以及一个扁平的接收部以约束一个自由度,这总共约束了六个自由度。
容器34、36可以由钢或其它合适的刚性材料形成,并且可以被形成为刚性地连接到安装部分24、26的单独的部件,或者可以与安装部分24、26成一体,在此情况下接收部34、36仅包括与安装部分24、26成一体的约束表面以用于固定滚珠。接收部34、36可以经由多种结构、布置或构型以多种方式附接到安装部分24、26。如图3所示,当将安装部分24、26以大致最终的取向放在一起并且将无菌屏障组件22定位在其间时,无菌屏障组件22的运动学联接器32(例如,滚珠)自落座到接收部34、36中。运动学联接器32、接收部34、36及其布置可以类似于2016年2月19日提交的、标题为“Sterile Barrier Assembly,Mounting System,andMethod for Coupling Surgical Components”的美国专利申请公开No.2016/0242861中描述的那些,该美国专利申请的全部公开内容通过引用合并于此。
在本文所示的代表性示例中,无菌屏障组件22包括接口48和可操作地附接到接口48的盖布50。在图1至图3中所示的盖布50可以被固定在接口48的第一接口板52和第二接口板54之间,所述第一接口板52和第二接口板54通过紧固件彼此固定,以便将盖布50保持在它们之间,或者盖布50可以例如在其侧面或外表面上附接到接口板52、54之一。另外地或可替代地,盖布50可以附接到单独的部件,所述单独的部件在外科手术之前可释放地附接到接口48,例如,环组件49(参见图2)。环组件49的一个示例在于2018年10月4日提交的、标题为“Sterile Drape Assembly for Surgical Robot”的美国专利申请No.16/151,439中示出和描述,该美国专利申请的全部公开内容通过引用合并于此。将应理解,接口板52、54可以以任何合适的方式例如通过焊接可操作地彼此附接。
盖布50具有内表面和外表面。在外科手术期间,内表面被放置成与机械手R相邻。在图1所示的示例中,盖布50被配合到机械手R以总体上包围机械手R。盖布50由聚乙烯、聚氨酯和聚碳酸酯中的至少一种形成。盖布50可以通过超声波焊接、胶带、粘合剂或类似方式附接到接口48,或者盖布50可以被附接到环组件49,所述环组件49可释放地联接至接口48。盖布50被附接到接口48,使得不存在穿孔,即,盖布与接口48形成连续的屏障。在若干附图中缺乏盖布50,以更好地示出其它部件。
运动学联接器32被容纳在接口板52、54之间。为此,参见图5A,该图示出通过无菌屏障组件22被固定在一起的安装部分24、26,无菌屏障组件22设置有与运动学联接器32中的每个(在图5A中示出一个)相关联的密封件58。接口板52、54中的每个都设置有凹穴60和球形孔62,所述球形孔62布置成与凹穴60相邻并且通过接口板52、54限定。运动学联接器32通过球形孔62凸出,所述球形孔62又与密封件58协作以将运动学联接器32保持在接口板52、54之间。运动学联接器32被定位成使得屏障在接口板52、54、密封件58和运动学联接器32之间保持未破损,以降低对于污染物通过接口48迁移的可能性。因此,盖布50和接口48为污染物从机械手R迁移到无菌区域S中提供了连续的屏障。
如在图4和图5中最佳地示出,在一个示例中,无菌屏障组件22包括一个或多个分度凸指64,并且安装部分24、26中的至少一个限定一个或多个分度凹部66,其形状被设定为接收分度凸指64以使运动学联接器32相对于安装部分24、26中的至少一个和相关联的接收部34、36对准。在本文所示的代表性示例中,无菌屏障组件22设置有总共六个分度凸指64,其中三个分度凸指64与形成在第二安装部分26的第二安装板42中的分度凹部66相关联,并且其中三个分度凸指64与形成在第一安装部分24的第一安装板38中的分度凹部66相关联。
将应理解,分度凸指64和/或分度凹部66可以具有足以促进无菌屏障组件22和安装部分24、26正确取向的任何合适的形状、布置或构型。例如,分度凸指64可以存在于安装部分24、26上,其中在无菌屏障组件22中形成相对应的分度凹部66。在所示的方案中,分度凸指64之一具有与其它分度凸指64的尺寸和/或形状不同的尺寸和/或形状,并且安装部分24、26中的分度凹部66的尺寸/形状被相应地设定为使得无菌屏障组件22仅可以相对于安装部分24、26沿一个取向对准。
仍参照图4和图5,可以有利地实现无菌屏障组件22和安装部分24、26在其间附接之前或与在其间附接同时地对准和取向,以促进一个或多个通信接口的相对应对准,所述一个或多个通信接口用于便于末端执行器EE和机械手R之间的通信。这里,第一安装部分24、第二安装部分26和无菌屏障组件22可以各自采用一个或多个连接器,例如,密封的电连接器,其适于在第一安装部分24和第二安装部分26之间提供电连接,以便于在使用过程中机械手R和末端执行器EE之间的通信。在所示的方案中,采用第一连接器C1、第二连接器C2和第三连接器C3。不受限制地设想到通过连接器C1、C2、C3进行的不同类型的通信,包括电气、气动、光学、液压和类似的通信,其可以包括、表示机械手R和末端执行器EE之间通信的信号、功率、数据和/或其它类型的信息或由其构成。将应理解,密封的连接器(例如,其可以被集成在无菌屏障组件22的联接部30中)和安装部分24、26的使用确保当末端执行器EE从无菌屏障组件22移除时污染物不进入无菌区域S。
在所示的方案中,第三连接器C3由无菌屏障组件22承载,并且被可旋转地支撑在联接部30内,以相对于接口48绕通过安装部分24、26和无菌屏障组件22限定的纵向轴线L1旋转。第一连接器C1和第二连接器C2中的一个或两者在其相对应的安装部分24、26中被紧固以防旋转或被至少部分地限制其旋转。参见图5B和图5C,由于第三连接器C3的可旋转的性质,连接器C1、C2、C3可以具有匹配的齿状突起67,以当将无菌屏障组件22附接到第一安装部分24时使第三连接器C3至少与第一连接器C1自对准。换句话说,由于第三连接器C3在联接部30中自由旋转,因此当无菌屏障组件22被附接到第一安装部分24时,突起67将第三连接器C3相对于第一连接器C1适当地卡入(clock)多个离散位置中的一个(例如,四个离散位置中的一个)中。为此,如图5D所示,第三连接器C3可以相对于穿过第三连接器C3的中心平面CP具有对称的销钉布置。
在使用期间,简要地返回参照图2和图3,第一安装部分24可以是机械手R的一般永久性的固定装置。在医务人员开始准备进行外科手术时,无菌屏障组件22首先被附接到第一安装部分24,并且机械手R被无菌屏障组件22的盖布50覆盖。安装系统20被配置为便于将无菌屏障组件22可释放地附接到第一安装部分24以及便于将第二安装部分26可释放地附接到无菌屏障组件22,从而确保末端执行器EE(和/或在手术过程中的其它末端执行器EE)的可重复的且确定性的运动学联接,而没有扰乱如由无菌屏障组件22所提供的包围机械手R的无菌区域S。另外地,施加预加载力以借助于使张紧器28从第一位置28F(图2)旋转到第二位置28S(图3)来将第二安装部分26通过无菌屏障组件22固定到第一安装部分24。图6至图13是第一安装部分24、无菌屏障组件22和第二安装部分26的分解图,为清楚起见省略了一些部件。以下描述的是第一安装部分24、无菌屏障组件22和第二安装部分26的便于将无菌屏障组件22联接和加载到第一安装部分24上和将第二安装部分26联接和加载到无菌屏障组件22上的部件。
参照图14A至图15B,设置第一锁定组件和第二锁定组件,以将无菌屏障组件22可释放地锁定到第一安装部分24(参见从图14A至图14C的进展)并且随后将第二安装部分26可释放地锁定到无菌屏障组件22(参见图15A至图15B的进展)。在缺乏当张紧器28运动到第二位置28S时所提供的运动学联接的情况下,锁定组件帮助促进无菌屏障组件22与安装部分24、26之间的可释放连接。该构型有助于易于使用,这是因为在张紧器28运动到第二位置28S之前,无菌屏障组件22可以被固定到第一安装部分24,并且第二安装部分26可以被固定到无菌屏障组件22,这对于某些应用而言会是期望的,例如,在末端执行器EE是较重的或难以由单个人搬运的情况下。
第一锁定组件和第二锁定组件包括第一滚珠子组件74和第二滚珠子组件76以及第一滚珠止动件(detent)78和第二滚珠止动件80(参见图14A和图15A并且也参见图6、图11和图12)。第一锁定组件被插置于第一安装部分24和无菌屏障组件22的联接部30之间,以将联接部30可释放地固定到第一安装部分24。类似地,第二锁定组件被插置于联接部30和第二安装部分26之间,以当张紧器28处于第一位置28F中时将第二安装部分26可释放地固定到联接部30。在所示的方案中,滚珠子组件74、76可操作地附接到安装部分24、26,并且滚珠止动件78、80被限定在联接部30中以接收滚珠子组件74、76。因此,联接部30被配置为当无菌屏障组件22被固定到第一安装部分24并且第二安装部分26被固定到无菌屏障组件22时该联接部30设置成与滚珠子组件74、76中的每个连通。将应理解,这种构型可以逆转,使得滚珠子组件74、76中的一者或两者可以与联接部30相关联并且使得滚珠止动件78、80可以与安装部分24、26相关联。
每个锁定组件还包括释放套环84、86(参见图14A),其布置成将接收在滚珠止动件78、80之一中的滚珠子组件74、76之一固定。释放套环84、86每个都可操作地附接到无菌屏障组件22,并且被远离彼此轴向地偏压。为此,设置了一个或多个偏压元件,其总体上用88和89指示,一个或多个偏压元件以力-转换关系插置在联接部30与释放套环84、86之间。在本文所示的代表性示例中,偏压元件88、89被形成为堆叠的波状垫圈。可以利用任何适当类型、构型或布置的任何适当数量的偏压元件88、89。
为了促进无菌屏障组件22的组装,释放套环84、86中的每个都具有总体上用90指示的套环主体和总体上用92指示的套环保持器,该套环保持器的形状被设定为经由凸舌和凹穴结构(参见图10和图11)接合套环主体90并且与该套环主体90同时地旋转。套环保持器92与相应的套环主体90同中心地布置,使得套环偏压元件88邻接套环主体90中的每个并且将套环主体90远离彼此轴向地推压成与接口板52、54邻接,并且保持器偏压元件89邻接套环保持器92中的每个并且将套环保持器92远离彼此轴向地推压成与相应的环94邻接。这里,环94是与联接部30成一体的或者被落座在形成在联接部30中的相应的凹槽中,并且用于相对于接口板52、54轴向地偏压和保持联接部30。将应理解,该布置允许联接部30相对于接口板52、54旋转。此外,该布置允许释放套环84、86相对于接口板52、54和/或联接部30轴向地运动,这便于无菌屏障组件22可释放地附接到安装部分24、26/从安装部分24、26拆卸,如上所述的,并且如以下将更详细地描述的。在例如所示的一些示例中,无菌屏障组件22的任一侧可以联接至第一安装部分24,即,无菌屏障组件22可以从图14A中所示的其取向翻转并且仍然成功地附接到第一安装部分24。
参照从图14A至图14C所示的进展,当将无菌屏障组件22附接到第一安装部分24时,联接部30的一个端部首先与第一滚珠子组件74接触,并且更具体地,联接部30的一个端部与第一滚珠子组件74的滚珠75接触。当发生这种情况时,如图14B所示,滚珠75被径向向外地推压在其托架中。结果,滚珠75接合套环主体90之一的端部,并且在用户将更大的力施加到接口48上时,相对应的套环主体90抵抗套环偏压元件88的偏压力而压缩(比较图14A与图14B)。现在参照图14C,随着用户继续将力施加到接口48上,第一滚珠止动件78(例如,形成在联接部30中的凹槽)与滚珠75对准,使得滚珠75配合到第一滚珠止动件78中,并且此后套环主体90轴向地运动到在滚珠78后方的位置,以将滚珠75保持在第一滚珠止动件78中。现在,无菌屏障组件22可释放地附接到第一安装部分24。参照图15A,进行类似的动作以经由另一个释放套环86和第二滚珠子组件76将第二安装部分26锁定到无菌屏障组件22,所述第二滚珠子组件76包括滚珠77。
现在参照图15B至图21B,当无菌屏障组件22被固定到第一安装部分24并且第二安装部分26被固定到无菌屏障组件22时,张紧器28从第一位置28F(参见图2)朝向第二位置28S(参见图3)的运动促使末端执行器EE经由运动学联接器32并且经由施加到安装部分24、26的预加载力在运动学上联接至机械手R,以将安装部分24、26一起牢固地保持在其运动学联接布置中。为此,在一个示例中,第一安装部分24包括总体上用98指示的加载机构(参见图15B、图16A和图16B),以辅助施加预加载力。当加载机构98被致动时,响应于张紧器28朝向第二位置28S的运动,加载机构98将第二安装部分26和无菌屏障组件22中的至少一个朝向机械手R轴向地推压。
无菌屏障组件22的联接部30以力-转换关系插置在张紧器28与加载机构98之间,使得张紧器28从第一位置28F朝向第二位置28S的致动促使旋转力通过联接部30施加到加载机构98,所述加载机构98继而促使预加载力通过联接部30施加以使第二安装部分26朝向第一安装部分24轴向地平移,从而将第二安装部分26通过运动学联接器32在其运动学联接布置中牢固地保持到第一安装部分24。
在所示的示例中,加载机构98被配置为响应于张紧器28朝向第二位置28S的运动而使第一滚珠子组件74相对于第一安装板38轴向地运动(比较图16A与图16B),使得第二安装部分26朝向第一安装部分24推压。因此,被轴向地锁定到第一滚珠子组件74的联接部30也连同第一滚珠子组件74一起轴向地运动。同时地,也被轴向地锁定到联接部30的第二滚珠子组件76也连同第一滚珠子组件74和联接部30一起轴向地运动。第二滚珠子组件76具有凸缘,所述凸缘的尺寸被设定为所述凸缘经由加载环97轴向地抵靠在第二安装板42上,使得加载机构98的致动将第二安装板42朝向第一安装板38拖拉。
加载机构98包括驱动器102和加载致动器104。驱动器102可操作地附接到第一滚珠子组件74。在所示的示例中,驱动器102例如经由压配合、焊接或类似方式被紧固到第一滚珠子组件74。驱动器102还可以通过与第一滚珠子组件74成一体地形成而被可操作地附接到第一滚珠子组件74。驱动器102被配置为当无菌屏障组件22可释放地附接到第一安装部分24时被放置成与无菌屏障组件22的联接部30旋转接合。在所示的方案中,驱动器102和联接部30具有总体上用82指示的相对应的花键布置,其被配置为在使用中便于绕纵向轴线L1进行同时旋转。具体地,联接部30具有与驱动器102的相对应的端部花键或齿接合的端部花键或齿。可以采用任何合适类型的旋转接合来促进联接部30与驱动器102之间的旋转连通。驱动器102被布置成使得驱动器102绕纵向轴线L1的旋转促使第一滚珠子组件74沿着纵向轴线L1轴向地运动,其方式是驱动器102响应于张紧器28朝向第二位置28S的运动而在第一安装部分24和第二安装部分26之间施加预加载力。
参照图16A至图20B,加载致动器104包括第一毂盘106以及与第一毂盘106相对的第二毂盘108。第一毂盘106可操作地附接到第一滚珠子组件74。在一些示例中,第一毂盘106借助于与第一滚珠子组件74成一体地形成而被可操作地附接到第一滚珠子组件74。第二毂盘108可操作地附接到第一安装板38。更具体地,第二毂盘108和第一安装板38具有相对应的几何形状(例如,图6和图7中所示的相对应的平面101、103),其禁止第二毂盘108和第一安装板38之间的相对旋转,但是允许第二毂盘108和第一安装板38之间有少量的轴向运动。由第一安装板38和第二毂盘108中的凹槽的尺寸限制了所允许的轴向运动的量,在所述凹槽中放置有保持环105。保持环105将第二毂盘108联接至第一安装板38。
加载致动器104还包括布置在第一毂盘106和第二毂盘108之间的多个滚珠轴承110。在第一毂盘106和第二毂盘108中的一个或多个中限定有斜面112。在所述的示例中,在第一毂盘106中限定第一组斜面112并且在第二毂盘108中限定第二组斜面112,以在致动期间高效地使毂盘106、108之间的轴向行程加倍(如与仅使用一组斜面相比),如将要描述的。当然,可以采用一组斜面。滚珠轴承110响应于张紧器28朝向第二位置28S的运动而沿着斜面112滚动。更具体地,在图17至图19所示的方案中,滚珠轴承110(示出为六个)被设置在形成在毂盘106、108内的相对的第一组斜面112和第二组斜面112(每组中示出为六个)中。在一些方案中,斜面112具有线性斜面斜率,但是斜面112也可以具有非线性斜面斜率或具有线性斜面斜率和非线性斜面斜率的组合。非线性斜面斜率例如对于降低加载机构98对公差叠加的敏感性会是有利的。
滚珠轴承110和斜面112的尺寸和形状被设定为使得毂盘106、108之间的相对旋转促使滚珠轴承110沿着斜面112滚动,其中沿一个方向的旋转促使毂盘106、108彼此轴向地分离,而沿相反方向的旋转促使毂盘106、108一起轴向地更靠近运动(比较图20A与图20B)。回位弹簧114(例如,一个或多个波状垫圈)在第一毂盘106和毂盘安装件40(参见图15B)之间起作用,以便当张紧器28运动回到第一位置28F时使毂盘106、108一起更靠近运动。更具体地,回位弹簧114在毂盘安装件40和滚柱轴承组件115之间起作用,所述滚柱轴承组件115促进第一毂盘106相对于第二毂盘108的平稳旋转,使得回位弹簧114可以使第一毂盘106更容易地返回到其正常的、未被致动的位置。
返回参照图16A和图16B,由于驱动器102被紧固到第一毂盘106,驱动器102相对于第一安装板38的旋转促使第一毂盘106相对于第一安装板38绕纵向轴线L1旋转。类似地,由于第二毂盘108被禁止相对于第一安装板38旋转,驱动器102相对于第一安装板38的旋转也是第一毂盘106相对于第二毂盘108的旋转。由于滚珠轴承110沿着其相对应的斜面112滚动,该相对旋转运动促使毂盘106、108之间沿着纵向轴线L1相对轴向地运动,即,当滚珠轴承110沿着斜面112向上滚动时,毂盘106、108轴向地运动分开,并且当滚珠轴承110沿着斜面112向下滚动时,毂盘106、108一起轴向地运动(比较图16A和图16B)。当张紧器28处于第一位置28F中时,滚珠轴承110在斜面112的最深端部处静止。加载致动器104被布置和配置为使得毂盘106、108响应于张紧器28朝向第二位置28S的运动而远离彼此轴向地运动。
加载机构98还包括偏压元件116,所述偏压元件116被布置成在第二毂盘108和第一安装板38之间起作用。在所示的示例中,偏压元件116包括锥形弹簧垫圈(也称为贝勒维尔垫圈/弹簧)。如图16C所示,在一个示例中,偏压元件116包括环形内侧116a和环形外侧116b。内侧116a紧靠第二毂盘108的成角度的环形面108a。外侧116b紧靠第一安装板38的成角度的环形面38a。内侧116a和外侧116b的横截面轮廓可以是方形的、倒角的、倒圆或类似的(参见图16C中的倒圆轮廓)。环形面38a、108a可以具有圆锥形的形状。环形面38a、108a可以具有平坦的、凹入的、凸出的或类似的横截面轮廓(参见图16C中的平坦轮廓)。环形面38a、108a相对于纵向轴线L1成5度至85度、10度至80度、30度至70度、40度至70度或类似的角度。环形面38a、108a可以相对于纵向轴线L1以相同的锐角或以不同的锐角布置。偏压元件116的布置,包括其在环形面38a、108a之间的邻接和压缩,可以促使偏压元件被设计成通常表现出线性载荷与挠曲关系,从而表现出非线性载荷与挠曲的关系。
偏压元件116可以包括任何合适的弹性元件或弹簧,以提供对于将第二安装部分26适当地固定到第一安装部分24所需的预加载力。在一些示例中,偏压元件116可以包括一个或多个膜片弹簧、屈曲弹簧或类似物。另外地,在一些方案中,偏压元件116可以是开槽的或在其内周和外周之间具有一个或多个开口。
在使用期间,当加载机构98被致动时,第一毂盘106远离第二毂盘108轴向地运动,以通过消除安装板38、42之间的松弛而将运动学联接器32最初放置成与安装板38、42的接收部34、36更好地接触(比较图16A和图16B)。一旦运动学联接器32被固定在接收部34、36中并且与接收部34、36的表面进行期望的接触,则安装板38、42就处于其期望的相对位置,并且由于运动学联接器32和接收部34、36的刚性性质,安装板38、42不能被进一步拖拉在一起,所述接收部34、36被刚性地紧固到安装板38、42,它们都可以由金属制成。结果,加载机构98的进一步致动,即,驱动器102的进一步旋转,现在将使第二毂盘108远离第一毂盘106轴向地运动。由于安装板38、42不再朝向彼此轴向地运动,这是第一毂盘106被轴向地紧固而无法运动的结果。因此,由于第二毂盘108与偏压元件116接触,所以加载机构98的进一步致动促使偏压元件116压缩。结果,偏压元件116提供阻力以限定将安装部分24、26保持在一起的预加载力或预加载力的至少一部分。偏压元件116在第二毂盘108和第一安装板38之间起作用,并且在张紧器28的整个运动过程中持续地接合第二毂盘108和第一安装板38。
在一个示例中,锥形弹簧垫圈提供从200lbs到500lbs的预加载力、从350lbs到450lbs的预加载力或约400lbs的预加载力。锥形弹簧垫圈可以具有压缩距离与预加载力的非线性关系,使得锥形弹簧垫圈的2毫米或更小的轴向压缩可以引起仅约+/-10%的预加载力的变化。结果,不管加载机构98或其它部件的组装公差如何,都可以施加一致的预加载力,并且使得用户在每次使用期间都可以期望有一致的预加载力。
参照图21A和图21B,张紧器28包括杠杆118(也称为把柄),促动器120和促动器连杆122,所述促动器连杆122以力-转换关系插置在杠杆118和促动器120之间,以便当第二安装部分26可释放地固定到联接部30(在图21A和图21B中未示出联接部30)时,张紧器28从第一位置28F(图21A)至第二位置28S(图21B)的运动促使促动器120绕纵向轴线L1旋转,用于使联接部30和驱动器102绕纵向轴线L1同时地旋转,以施加预加载力。
杠杆118在第一位置(图21A)中从第二安装板42向外地延伸,并且杠杆118在第二位置(图21B)中嵌套抵靠在第二安装板42上。杠杆118枢转地连接到第二安装板42,以在第一枢转关节P1处绕与第二安装板42正交的第一枢转轴线枢转。杠杆118进一步枢转地连接到促动器连杆122,以在第二枢转关节P2处绕与第一枢转轴线平行的第二枢转轴线转动。促动器连杆122枢转地连接到促动器120,以在第三枢转关节P3处绕与第一枢转轴线和第二枢转轴线平行的第三枢转轴线枢转。
随着杠杆118从第一位置28F绕第一枢转轴线旋转/枢转到第二位置28S,促动器连杆122被推压而旋转(例如,在图21A和图21B所示的平面图中为沿逆时针方向),这由此使促动器120旋转(再次沿逆时针方向)。在杠杆118和第二安装板42之间的枢转关节P1、在杠杆118和促动器连杆122之间的枢转关节P2以及在促动器连杆122和促动器120之间的枢转关节P3的布置为张紧器28提供了机械上的优势。枢转关节P1、P2、P3可以通过连接销、轴和类似物形成。加载机构98和张紧器28可以被配置为限制由用户施加在杠杆118上的所需的较高的力,并且在较小的力期间使杠杆118的行进最大化。
偏压元件124(例如,压缩弹簧)在紧固到第二安装板42的弹簧块126与促动器120之间起作用,以将张紧器28朝向第一位置28F偏压,直到张紧器28随后运动到第二位置28S为止,从而实现末端执行器EE的运动学联接。当张紧器28处于第二位置28S中时(参见图21B),杠杆锁128可操作地联接至杠杆118(例如,经由枢转连接)以将杠杆118锁定到第二安装部分26。
简要地返回参照图15A和图15B,促动器120被落座成用于在第二安装板42内进行选择性的旋转运动。更具体地,促动器120被设置在对中构件130(例如,对中板)和旋转锁定板132之间。对中构件130和锁定板132被紧固到第二安装板42,以便当促动器120经由杠杆118被致动以用于旋转时,促动器120相对于对中板130和锁定板132绕纵向轴线L1旋转。
锁定板132被布置和配置为使得当第二安装部分26与无菌屏障组件22断开时促动器120不能旋转。换句话说,一旦杠杆118已经运动回到第一位置28F并且第二安装部分26已经从无菌屏障组件22移除,杠杆118就不能借助于促动器120和锁定板132之间的干涉而旋转到第二位置28S。这有助于经由高压灭菌器例如通过保持杠杆118打开并且通过允许清洁剂(例如,蒸汽)渗透到第二安装部分26的内部部件中来清洁第二安装部分26。另外地,这也防止当杠杆118处于关闭的第二位置28S中时用户试图将第二安装部分26放置到无菌屏障组件22上(这是不可能的,否则会让用户感到混淆或沮丧)。
借助于锁定板132的平面134在旋转锁定位置中与促动器120的平面136轴向地对准,促动器120被禁止相对于锁定板132和第二安装板42旋转(参见图12和图15A)。平面134位于锁定板132的凸缘135上,并且平面136位于促动器120的凸缘137上。在解锁位置,借助于平面134、136被轴向地偏移,促动器120能够相对于锁定板132和第二安装板42旋转。偏压元件138(例如,波状弹簧)将促动器120朝向锁定位置偏压。
促动器120被布置成当将第二安装部分26固定到无菌屏障组件22时与联接部30接合,以便当无菌屏障组件22与第二安装部分26之间经由第二锁定组件连接时,联接部30将促动器120推压到解锁位置中。尤其,联接部30轴向地接合促动器120,以便使促动器120的凸缘137轴向地运动到在锁定板132的凸缘135下方的位置,使得平面134、136不再处于邻接和干涉的关系中(比较图15A和图15B)。一旦促动器120被解锁,促动器120就能够响应于张紧器28朝向第二位置28S的运动而旋转,使得促动器120、联接部30、驱动器102和第一毂盘106相对于安装板38、42同时地旋转以施加预加载力。
当第二安装部分26可释放地固定到无菌屏障组件22的联接部30时,促动器120被布置为放置成与无菌屏障组件22的联接部30旋转接合。为此,联接部30和促动器104具有总体上用82指示的相对应的花键布置(参见图15A),其被配置为在使用中便于绕纵向轴线L1进行同时旋转。具体地,联接部30具有与促动器120的相对应的端部花键或齿接合的端部花键或齿。然而,可以采用任何合适类型的旋转接合来促进联接部30和促动器120之间的旋转连通。
第一安装部分24可以包括对于执行外科部件的某些功能所需的电子器件。在一个方案中,参照图7和图8,霍尔效应传感器140(参见图8)可以由紧固到安装毂盘40上的印刷电路板PCB承载。相对应的磁体142(参见图7)由第一毂盘106承载以与第一毂盘106一起旋转。可替代地,传感器可以由第一毂盘106承载以相对于紧固在印刷电路板PCB上的磁体运动。传感器140被联接至控制器144,所述控制器144可以位于印刷电路板PCB上或者位于其它地方以从传感器140接收适当的信号。传感器140被布置成与与磁体142协作以产生指示第一毂盘106相对于毂盘安装件40和第一安装板38的旋转量的信号。这向控制器144提供关于第二安装部分26是否适当地固定到第一安装部分24的信息。在一个示例中,控制器144经由传感器140监测旋转,以判定第一毂盘106是否已经旋转了至少预定量,例如,至少10度、至少20度、至少30度或类似度数。可以在毂盘安装件140的底壁中形成一个或多个窗或凹槽146(参见图8)以促进通过该底壁经由传感器140读取磁体142的运动。
参照图22至图25B,第二安装部分26包括释放机构148,该释放机构148可操作成使释放套环84、86(参见图15B)中的一个或多个运动,以在张紧器28的杠杆118已经被打开到第一位置28F之后从联接部30释放第二安装部分26。释放机构148包括释放致动器150、释放连杆152、偏压元件154(例如,压缩弹簧)以及一个或多个释放元件156。一个或多个释放元件156可操作地布置在释放套环84、86中的一个或多个与释放致动器150之间,使得释放致动器150的致动使释放连杆152抵抗偏压元件154的偏压运动,从而使释放套环84、86中的一个或多个位移并且允许滚珠子组件74、76中的一个或多个从滚珠止动件78、80中的一个或多个释放。在所示的方案中,释放机构148操作成使第二释放套环86运动以将第二滚珠子组件76从第二滚珠止动件80释放。
参照图24A和图24B,释放致动器150被定位成使得杠杆118到第二位置28S的运动至少部分地覆盖释放致动器150,以便当杠杆118处于第二位置28S中时用户总体上不可接近释放致动器150。当杠杆118被打开到第一位置28F时,释放致动器150是可由用户接近的并且可以由用户致动。在所示的方案中,释放致动器150为按钮致动器的形式,其被配置为由用户按压以从无菌屏障组件22释放第二安装部分26,但是可以采用任何合适形式的致动器。在该方案中,当释放致动器150被按压时(比较图24A和图24B),一个或多个释放元件156穿过紧固到第二安装板42的保持器板158突出,以接合第二释放套环86并且使第二释放套环86运动,使得第二安装部分26可以从无菌屏障组件22移除。当释放致动器150未被按压时,一个或多个释放元件156经由其自身的偏压元件160(例如,在图22中示出的扭转弹簧)被偏压回到保持器板158下方。因而,释放元件156被布置成用于在第一非突出位置和第二突出位置之间相对于第二安装板42和保持器板158运动。
如图25A至图25C所示(为清楚起见,移除了杠杆),释放连杆152被配置为与一个或多个释放元件156接合,以响应于释放致动器150的致动而使一个或多个释放元件156运动到其第二位置。更具体地,释放连杆152包括一对释放臂162,每个释放臂都具有凸轮接合端部164。随着凸轮接合端部164相对于第二安装部分42滑动,凸轮接合端部164与释放元件156接合(参见图25C)。在该方案中,释放元件156为凸轮盘的形式,所述凸轮盘偏心地安装到保持器板158以绕偏心轴线A1旋转。凸轮接合端部164相对于偏心轴线A1和凸轮盘间隔开,以便在凸轮接合端部164邻接凸轮盘时凸轮盘绕偏心轴线A1旋转,以穿过保持器板158中的狭槽凸出而突出超出保持器板158,从而接合第二释放套环86(例如,其套环主体90),并且将套环主体90一直提升到第二滚珠子组件76的滚珠77能够从止动件凹穴80中拉出为止(与图15B比较,该图示出搁置在保持器板158上的轴环主体90)。
在某些情况下,会必要的是在杠杆118处于第二(例如,关闭)位置28S中的同时促动释放致动器150。这例如当杠杆118卡在第二位置28S中时(例如,当在无菌屏障组件22联接至第一安装部分24之前第二安装部分26附接到无菌屏障组件22时会出现这种卡住情况)会是期望的。为此,杠杆锁128被布置成使得借助细长工具(螺丝刀等)撬动杠杆锁128将促使杠杆锁128枢转并且杠杆锁128的后部部分将与释放致动器150接合以使第二释放套环86运动,如上所述。图24A示出能够实现该作用的、杠杆锁128的后部部分与释放致动器150的接近度。如所描述的撬动杠杆锁128将释放第二释放套环86并且允许第二安装部分26待从无菌屏障组件22释放,从而允许杠杆118待运动回到第一位置28F(例如,打开位置)。另一个选择将是在第二安装部分26中包括通孔,所述通孔将细长工具指引向第二释放套环86,使得第二释放套环86可以借助细长工具手动地运动以从第二安装部分26架释放无菌屏障组件22。
在使用中,无菌屏障组件22首先被固定到与机械手R相关联的第一安装部分24。为此,联接器30朝向机械手R的轴向运动使第一滚珠止动件78与第一滚珠子组件74的滚珠75接合,使得在运动学联接器32松弛地落座在多个第一接收部34中的情况下第一锁定组件将无菌屏障组件22保持到第一安装部分24上。接下来,盖布50可以绕机械手R定位以促进在无菌区域S内的随后操作。接下来,第二安装部分26和相关联的末端执行器EE朝向固定的无菌屏障组件22的轴向运动使第二滚珠止动件80与第二滚珠子组件76的滚珠77接合,使得在多个第二接收部36松弛地落座在运动学联接器32上的情况下第二锁定组件将第二安装部分26保持到无菌屏障组件22上。
第二安装部分26的张紧器28由偏压元件124朝向第一位置28F偏压,直到张紧器28随后运动到第二位置28S为止,从而实现末端执行器EE在机械手R上的运动学联接。随着张紧器28朝向第二位置28S运动,促动器120使联接部30旋转,该联接部30经由花键布置82旋转驱动器102。该旋转促动加载机构98,使毂盘106、108轴向地分开,以将第一安装部分24和第二安装部分26一起拖拉并且一旦张紧器28运动到第二位置28S就引起运动学联接。这里,末端执行器EE在运动学上联接至机械手R,并且可以在无菌区域S中使用。
如果在外科手术期间在无菌区域S内需要更换或交换末端执行器EE,则可以从无菌屏障组件22移除第二安装部分26,而不允许污染物从机械手R或朝向机械手R经过无菌屏障组件22。这里,为了移除第二安装部分26,张紧器28可以从第二位置28S运动出来以脱离运动学联接。在张紧器28运动回到第一位置28F的同时,第二锁定组件将第二安装部分26保持固定到无菌屏障组件22,该无菌屏障组件22又通过第一锁定组件保持固定到第一安装部分24。为了从无菌屏障组件22释放第二安装部分26,张紧器28可以从第一位置28F运动以暴露释放致动器150,该释放致动器150可以被按压以促使释放元件156与第二释放套环86接合,该第二释放套环86释放第二锁定组件,使得第二滚珠子组件76的滚珠77可以从联接器30的第二滚珠止动件80撤回。更具体地,由释放元件156施加的轴向力推动第二释放套环86轴向地远离第二滚珠子组件76,直到第二释放套环86不再将第二滚珠子组件76的滚珠77约束在第二滚珠止动件80中为止。此时,第二安装部分26和与其连接的末端执行器EE可以被移除,并且不同的第二安装部分和第二末端执行器可以随后被重新固定到无菌屏障组件22。
为了例如在已经完成手术之后从第一安装部分24移除无菌屏障组件22,首先从无菌屏障组件22移除第二安装部分26和相关联的末端执行器EE,如上所述。接下来,为了从第一安装部分24移除无菌屏障组件22,用户可以将接口48轴向地远离第一安装部分24拉动以使其脱离第一锁定组件。这里,施加到接口48的轴向力促使第一释放套环84抵抗偏压元件88、89的偏压而相对于联接部30轴向地运动,这释放了第一锁定组件,使得联接器30的第一滚珠止动件78可以从第一安装部分24的第一滚珠子组件74撤回。更具体地,用户通过抓握接口48的外围来施加轴向力,该接口48继而将第一释放套环84(套环主体90和套环保持器92两者)轴向地远离第一滚珠子组件74拉动,直到第一释放套环84不再将第一滚珠子组件74的滚珠75约束在第一滚珠止动件78中为止。
I.用于安装系统的照明
参照图26至图29,包括机械手R和末端执行器EE的机器人外科手术系统200与照明系统一起使用,以辅助用户正确地安装本文所述的安装系统中的一个或多个零件。更具体地,机器人外科手术系统200可以包括照明装置202,该照明装置202被配置为发光并且在至少第一照明状态S1(参见图28)和第二照明状态S2(参见图29)之间改变发光。
在图26至图29所示的示例中,照明装置202联接至机械手R。更具体地,机械手R,并且更具体地,布置在机器人关节之间的机械手的任何连杆,具有外表面206,其中照明装置202设置在该外表面206上或中。照明装置202可以具有环绕外表面206的环形构型。换句话说,照明装置202被配置为如同环,其缠绕在外表面206上并且与机器人关节轴线共轴,使得用户在机械手R的任何姿态下都可以容易地看到照明装置202。如图所示,照明装置202可以与外表面206齐平(或与之成一体)。然而,照明装置202可以在机械手R的外表面206上方凸出或在其下方延伸。
在图26至图29所示的示例中,照明装置202在机械手R的远侧端部附近与第一安装部分24相邻,使得操作末端执行器EE的用户容易地看到照明装置202。然而,照明装置202可以沿着机械手R设置在任何地方,包括设置在第二安装部分26上。此外,设想到其它示例,其中照明装置202被联接至末端执行器EE、无菌屏障组件22或机器人外科手术系统200的任何其它合适的部分。此外,照明装置202可以与机械手R、末端执行器EE和无菌屏障组件22间隔开。换句话说,照明装置202可以是单独的部件,其在机器人外科手术系统200的使用期间处于用户的视野之内。此外,可以利用任何数量的照明装置202,其可以具有彼此类似或不同的形状或构型。例如,各种照明装置202可以被定位在机械手R的不同关节处。
照明装置202可以包括用于发出对用户可见的光的任何合适的光源。例如,照明装置202可以包括LED或OLED的阵列、显示装置(例如,LCD屏幕),所述显示装置的显示内容由软件、光纤或任何其它类型的合适技术控制。LED或OLED可以发出在完全可见范围内或在红外或可见波长范围的组合内的光,并且可以产生在可见范围内的任何颜色。
机器人外科手术系统200还可以包括一个或多个控制器204(为简单起见在本文中称为控制器204),其与照明装置202通信或以其它方式联接至照明装置202并且被配置为从另一电子或电气部件或传感器(如以下将描述的)接收信号来确定如何控制照明装置202。控制器204被配置为响应于该信号中的变化来控制照明装置202在第一照明状态S1和第二照明状态S2之间改变。控制器204或其任何辅助部件可以联接至以下任一个或多个:末端执行器EE,机械手,机器人基部,安装系统20的任何部件(包括第一安装部分24和第二安装部分26或无菌屏障组件22,或被集成在照明装置202中)。在一个示例中,控制器204可以环绕位于第一安装部分24中的控制器144、与该控制器144相同或以其它方式与该控制器144通信,如上所述。
控制器204可以包括外科手术系统的除照明装置202之外的任何部分或以其它方式与所述任何部分通信,所述任何部分包括机器人控制系统、导航系统和工具控制系统中的任何一个或多个,它们协作以促进相对于机器人外科手术系统200的目标部位和其它部分经由机器人系统的机械手R定位末端执行器EE、使末端执行器EE运动和/或驱动末端执行器EE。控制器204可以类似于在标题为“Robotic System and Method for Backdrivingthe Same”的美国专利No.10,327,849中描述的控制器,该美国专利申请的全部公开内容通过引用合并于此。控制器204可以被实现为或实现有计算机、处理器、控制单元和类似物的各种布置,并且可以包括离散的部件或者可以被集成(例如,共享硬件、软件、输入、输出和类似物)。此外,控制器204可以实现有任何合适的硬件,包括具有处理器(例如,中央处理单元)和/或其它处理器、内存和/或存储器(未示出)的计算机,并且加载有可以如以下更详细地描述那样发挥功能的软件。处理器可以包括一个或多个处理器,以控制机器人、导航系统或末端执行器EE的操作。处理器可以是任何类型的微处理器、多处理器和/或多核处理系统。另外地或可替代地,控制器204可以包括一个或多个微控制器、现场可编程门阵列、片上系统、分立电路和/或能够执行本文所述的功能的其它合适的硬件、软件和/或固件。术语“处理器”并非旨在将任何实施例限制为单个处理器。控制器204还可以包括、定义或以其它方式采用用户界面,其具有一个或多个输出装置(例如,屏幕、显示器、状态指示器和类似物)和/或输入装置(例如,按钮、键盘、鼠标、麦克风、语音激活装置、手势控制装置、触摸屏、脚踏板、吊坠和类似物)。设想到其它配置。
如图27至图29所示,照明装置202与控制器204通信以在至少第一照明状态S1和第二照明状态S2之间改变发光。照明状态向用户提供视觉反馈,该视觉反馈向用户通知机器人外科手术系统200的状态。用户解释发光并且相应地做出反应(例如,通过将安装系统的不正确安装的部件重新安装等)。
照明装置202的操作可以在与安装系统相关联的条件之间变化,如以下将描述的。在一个示例中,照明状态S1、S2中的一者指示错误状态,而状态S1、S2中的另一者指示正确状态或肯定条件,例如,系统部件的正确安装或类似情况。这里的描述不必将第一照明状态S1或第二照明状态S2中的任一者限制为指定的错误条件状态,并且因此,术语“第一”和“第二”可以互换。状态S1、S2也可以指示与错误存在与否无关的条件。例如,该条件可以将信息传达给用户(例如,在用户动作之前或之后确认)。在一个示例中,第一照明状态S1和第二照明状态S2是“开/关”状态,其中照明装置202在第一照明状态S1和第二照明状态S2中的一者中发光,而在第一照明状态S1和第二照明状态S2中的另一者中不发光。在另一个示例中,照明装置202可以在第一照明状态S1和第二照明状态S2中的一者或两者中闪光。此外,当照明装置202在第一照明状态S1和第二照明状态S2中的一者或两者中闪光时,照明装置202闪光的速度可以在第一照明状态S1和第二照明状态S2之间变化以在这两种状态之间进行区分。在又一个示例中,照明装置202在第一照明状态S1中发出具有在可见有色光谱内的第一颜色的光,并且照明装置202在第二照明状态S2中发出具有在可见有色光谱内的与第一颜色不同的第二颜色的光。在又一个示例中,在第一照明状态S1和第二照明状态S2中发出的光的亮度可以变化以在第一照明状态S1和第二照明状态S2之间进行区分。
以上提供的示例不是互相排斥的,并且可以以任何合适的布置彼此结合地被使用(例如,照明装置202可以在第一照明状态S1中使具有第一亮度的第一颜色闪光,而照明装置202可以在第二照明状态S2中发出具有第二亮度(不同于第一亮度)的第二颜色的稳定光。此外,照明装置202可以被配置为不仅仅在第一照明状态S1和第二照明状态S2中发光。实际上,照明装置202可以被配置为在多种照明状态中发光,以向用户警告机器人外科手术系统200的许多不同条件。
在一个示例中,当末端执行器EE与机械手R联接时,照明装置202被控制为处于第一照明状态S1中,并且当末端执行器EE与机械手R不联接或不适当地联接时,照明装置202被控制为处于第二照明状态S2中。这样,处于第二照明状态S2中的照明装置202将向用户传达:末端执行器EE适当地联接至机械手R并且处于用于操作的条件下。另一方面,处于第一照明状态S1中的照明装置202将向用户传达:末端执行器EE不适当地或不正确地联接至机械手R,并且末端执行器EE和机械手R的进一步操纵需要将末端执行器EE与机械手R联接,例如,以防止末端执行器EE和/或机械手R无法操作或损坏。在某些情况下,当照明装置202处于第一照明状态S1中时控制器204可以另外地允许末端执行器EE操作,并且当照明装置202处于第二照明状态S2中时控制器204可以禁止末端执行器EE操作。
为了检测末端执行器EE和机械手R之间的联接,控制器204可以与第一安装部分24的电子器件通信。如上所述,传感器140(例如但不限于,霍尔效应传感器(参见图8))可以由紧固到安装毂盘40的印刷电路板PCB承载。相对应的磁体142(参见图7)可以由第一毂盘106承载以与第一毂盘106一起旋转。可替代地,传感器140可以由第一毂盘106承载以相对于固定在印刷电路板PCB上的磁体运动。如上所述,传感器140被布置成与磁体142协作以产生指示第一毂盘106相对于毂盘安装件40和第一安装板38的旋转量的信号。这向控制器204(可能包括控制器144)提供关于第二安装部分26是否适当地固定到第一安装部分24(即,因此确保末端执行器EE与机械手R正确连接)的信息。这样,控制器204无线地检测末端执行器EE与机械手R的联接。控制器204无线地检测末端执行器EE之间的联接的其它示例包括但不限于感应感测和电容感测。
基于传感器140信号(指示第一毂盘106旋转),当控制器204确定第二安装部分26被适当地固定到第一安装部分24时,控制器204可以控制照明装置202以使其处于第一状态S1中。另一方面,当控制器204、144确定第二安装部分26未适当地固定到第一安装部分24时,控制器204、144可以控制照明装置202以使其处于第二状态S2中。
在另一个示例中,传感器数据可以更普遍地检测第二安装部分26与第一安装部分24之间的接近度。当控制器204、144确定第二安装部分26未处于与第一安装部分24的阈值接近度内时,控制器204、144可以控制照明装置202以使其处于第一状态S1中,并且当控制器204、144确定第二安装部分26处于与第一安装部分24的阈值接近度内时,控制器204、144可以控制照明装置202以使其处于第二状态S2中。
可替代地,可以通过末端执行器EE与机械手R之间的直接电(有线)连接来检测末端执行器EE与机械手R之间的联接。例如,如上所述,第一安装部分24、第二安装部分26和无菌屏障组件22可以各自采用一个或多个连接器,例如,密封的电连接器,其适于在第一安装部分24和第二安装部分26之间提供电连接,以促进机械手R和末端执行器EE之间的通信。在图5B和图5C所示的方案中,采用第一连接器C1、第二连接器C2和第三连接器C3。然而,不受限制地设想到通过连接器C1、C2、C3进行的不同类型的通信。此外,在其它示例中,可以在不考虑无菌屏障组件22的情况下实现末端执行器EE与机械手R之间的电连接。
在安装部分24、26中的电气部件之间存在直接有线连接可以指示安装部分24、26之间的正确连接,而不存在直接有线连接可以指示安装部分24、26之间的不正确连接。当控制器204确定在安装部分24、26的电气部件之间不存在直接有线连接时,控制器204可以控制照明装置202以使其处于第一状态S1中,并且当控制器204确定在安装部分24、26的电气部件之间存在直接有线连接时,控制器204可以控制照明装置202以使其处于第二状态S2中。
可替代地,安装部分24、26之间的连接可以在正确的安装条件和不正确的安装条件下进行布线,但是控制器204和/或由控制器采用的任何其它传感器可以检测电气条件(例如,电流、电压、信号频率/相位/幅度、电容、阻抗等),以区分正确的安装和不正确的安装。在这样的情况下,控制器204可以相应地控制照明装置202。
返回参照图28和图29,在又一个示例中,可以通过机械部件的致动来检测末端执行器EE和机械手R之间的联接,所述机械部件与控制器204电子地通信,例如,开关、按钮、触发器或柱塞。例如,如上所述,第二安装部分26的张紧器28可在第一位置28F和第二位置28S之间运动(如图2和图3所示)。无菌屏障组件22的联接部30被配置为可释放地固定到第一安装部分24并且当第二安装部分26的张紧器28处于第一位置28F中时可释放地接收第二安装部分26。运动学联接器32被配置为接合安装部分24、26,并且被布置成当第二安装部分26的张紧器28处于第二位置28S中时通过无菌屏障组件22在安装部分24、26之间提供运动学联接部以约束外科部件之间的运动的六个自由度。这里,张紧器28的位置可以由联接至控制器204的任何传感器(例如,位置传感器,接近传感器,开关传感器)检测。当第二安装部分26被安装到无菌屏障组件22时,当控制器204确定张紧器28处于第一位置28F中时,控制器204可以控制照明装置202以使其处于第一状态S1中,并且当控制器204确定张紧器28处于第二位置28S中时,控制器204可以控制照明装置202以使其处于第二状态S2中。
在相关的示例中,可以控制照明装置202以指示无菌屏障组件22相对于第一安装部分24或第二安装部分26的安装状态。在一个示例中,传感器(例如,接近度传感器、位置传感器、惯性传感器或力传感器)可以被控制器204使用以确定无菌屏障组件22相对于第一安装部分24的位置或接近度。传感器可以联接至无菌屏障组件和第一安装部分24中的一个或多个。控制器204可以从传感器确定无菌屏障组件22的联接部30何时被正确地固定到第一安装部分24(无论是否考虑第二安装部分26)。而且,控制器204可以从传感器确定何时无菌屏障组件22的联接部30未正确地固定(或根本没有固定)到第一安装部分24。在这样的情况下,当无菌屏障组件22被正确地固定到第一安装部分24时,控制器204可以控制照明装置202以使其处于第一状态S1中,并且当无菌屏障组件22被不正确地固定到或未固定到第一安装部分24时,控制器204可以控制照明装置202以使其处于第二状态S2中。
对于以上关于就安装系统而言控制照明装置202的任何示例,照明装置202可以进一步被控制为任何其它照明状态以指示末端执行器EE和/或机械手R在外科手术前、外科手术中或外科手术后的状态。例如,当末端执行器EE和/或机械手R正确地操作或在合适的条件下操作时,照明装置202可以在另一个照明状态中发光。另一方面,当末端执行器EE和/或机械手R未正确地操作或在不合适的条件(例如,准确度损失、潜在的碰撞条件等)下操作时,照明装置202可以在又一个照明状态中发光。末端执行器EE和/或机械手R的任何其它正确或错误条件都可以通过照明装置202指示。
尽管以上提供了许多示例,这些示例描述了机器人外科手术系统200的有助于控制照明装置202的条件,但是该列表不是决定性的,并且会存在与由照明装置202发出的光交替相对应的许多其它条件。
在前面的描述中已经讨论了几个示例。然而,本文讨论的示例并非旨在穷举本发明或将本发明限制为任何特定的形式。已使用的术语旨在具有描述性词语的性质,而非限制性的。鉴于以上教导,能够有许多修改和变型,并且本发明可以以不同于具体描述的方式来实践。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于将第一外科部件和第二外科部件联接的安装系统,所述安装系统包括:
第一安装部分,其与所述第一外科部件相关联;
第二安装部分,其与所述第二外科部件相关联,并且包括能在第一位置和第二位置之间运动的张紧器;和
无菌屏障组件,其包括:
联接部,以及
多个运动学联接器,其被配置为接合所述安装部分,并且被布置成当所述第二安装部分的所述张紧器处于所述第二位置中时通过所述无菌屏障组件在所述安装部分之间提供运动学联接部以约束所述外科部件之间的运动的六个自由度;
第一锁定组件,其被配置为将所述联接部可释放地固定到所述第一安装部分,并且包括第一滚珠子组件和第一滚珠止动件,所述第一滚珠子组件可操作地附接到所述联接部和所述第一安装部分中的一者,所述第一滚珠止动件被限定在所述联接部和所述第一安装部分中的另一者中;以及
第二锁定组件,其当所述张紧器处于所述第一位置中时将所述第二安装部分可释放地固定到所述联接部,所述第二锁定组件包括第二滚珠子组件和第二滚珠止动件,所述第二滚珠子组件可操作地附接到所述联接部和所述第二安装部分中的一者,所述第二滚珠止动件被限定在所述联接部和所述第二安装部分中的另一者中。
2.根据权利要求1所述的安装系统,其中,所述第一安装部分还包括加载机构,所述加载机构被配置为当所述无菌屏障组件被固定到所述第一安装部分并且所述第二安装部分被固定到所述无菌屏障组件时所述加载机构响应于所述张紧器从所述第一位置朝向所述第二位置的运动而将所述第二安装部分和所述无菌屏障组件中的至少一个朝向所述第一外科部件推压。
3.根据权利要求2所述的安装系统,其中,所述第一安装部分的所述加载机构响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而将所述第二安装部分朝向所述无菌屏障组件的所述多个运动学联接器推压。
4.根据权利要求2所述的安装系统,其中,所述无菌屏障组件的所述联接部以力-转换关系插置在所述张紧器与所述加载机构之间。
5.根据权利要求2所述的安装系统,其中,所述第一安装部分还包括第一安装板,其能够附接到所述第一外科部件,并且其中所述第一滚珠子组件可操作地联接到所述第一安装部分并且所述第一滚珠止动件被限定在所述联接部中。
6.根据权利要求5所述的安装系统,其中,所述加载机构被配置为响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而使所述第一滚珠子组件轴向地运动。
7.根据权利要求5所述的安装系统,其中,所述加载机构包括驱动器,所述驱动器可操作地附接到所述第一滚珠子组件,所述驱动器被配置为放置成与所述无菌屏障组件的所述联接部旋转接合。
8.根据权利要求7所述的安装系统,其中,所述驱动器被布置成使得所述驱动器的旋转促使所述第一滚珠子组件响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动以在所述第一安装部分和所述第二安装部分之间施加预加载力的方式轴向地运动。
9.根据权利要求8所述的安装系统,其中,所述加载机构包括加载致动器,所述加载致动器被配置为响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而使所述第一滚珠子组件轴向地运动。
10.根据权利要求9所述的安装系统,其中,所述加载致动器包括可操作地附接到所述第一滚珠子组件的第一毂盘、可操作地附接到所述第一安装板的第二毂盘以及布置在所述毂盘之间的多个滚珠轴承,并且在所述毂盘中的一个或多个中限定斜面,所述滚珠轴承响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而沿着所述斜面滚动。
11.根据权利要求10所述的安装系统,包括传感器,所述传感器感测所述第一毂盘相对于所述第二毂盘的旋转。
12.根据权利要求10所述的安装系统,其中,所述加载机构包括锥形弹簧垫圈,所述锥形弹簧垫圈被布置和成形为以压缩与力的关系作用在所述第二毂盘和所述第一安装板之间,使得2毫米或更小的轴向压缩引起10%或更小的所述预加载力的变化。
13.根据权利要求12所述的安装系统,其中,所述第二毂盘和所述第一安装板中的每个都包括锥形表面,所述锥形弹簧垫圈具有与所述锥形表面邻接的内侧和外侧。
14.根据权利要求8所述的安装系统,其中,所述第二滚珠子组件可操作地联接到所述第二安装部分并且所述第二滚珠止动件被限定在所述联接部中,并且所述张紧器包括促动器,所述促动器被布置成当所述联接部可释放地固定到所述第二安装部分时被放置成与所述无菌屏障组件的所述联接部旋转接合。
15.根据权利要求14所述的安装系统,其中,所述第二安装部分包括第二安装板,并且所述促动器能在锁定位置和解锁位置之间运动,在所述锁定位置中所述促动器被禁止相对于所述第二安装板旋转,在所述解锁位置中所述促动器能够相对于所述第二安装板旋转。
16.根据权利要求15所述的安装系统,包括偏压元件,所述偏压元件将所述促动器朝向所述锁定位置偏压,所述促动器被布置成当将所述第二安装部分固定到所述无菌屏障组件时接合所述联接部,使得所述联接部将所述促动器推压到所述解锁位置中。
17.根据权利要求14所述的安装系统,其中,所述促动器被配置为响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而旋转,使得所述促动器、所述联接部和所述驱动器相对于所述第一安装板同时地旋转以施加所述预加载力。
18.根据权利要求17所述的安装系统,其中,所述张紧器还包括杠杆和促动器连杆,所述促动器连杆以力-转换关系插置在所述杠杆和所述促动器之间,以便当所述第二安装部分可释放地固定到所述联接部时,所述张紧器到所述第二位置的运动实现所述促动器的旋转,以用于使所述联接部和所述驱动器同时地旋转以施加所述预加载力。
19.根据权利要求18所述的安装系统,其中,所述第二安装部分包括第二安装板,并且所述杠杆在所述第一位置中从所述第二安装板向外地延伸并且在所述第二位置中嵌套抵靠在所述第二安装板上。
20.根据权利要求18所述的安装系统,包括杠杆锁,所述杠杆锁可操作地联接至所述杠杆,以便当所述张紧器处于所述第二位置中时锁定所述杠杆。
21.根据权利要求1所述的安装系统,其中,所述联接部被配置为当所述无菌屏障组件被固定到所述第一安装部分并且所述第二安装部分被固定到所述无菌屏障组件时设置成与所述第一滚珠子组件和所述第二滚珠子组件中的每个连通。
22.根据权利要求1所述的安装系统,其中,所述第一锁定组件和所述第二锁定组件的所述第一滚珠止动件和所述第二滚珠止动件每个都被限定在所述无菌屏障组件的所述联接部中。
23.根据权利要求1所述的安装系统,其中,所述第一锁定组件包括第一释放套环,所述第一释放套环被布置成将接收在所述第一滚珠止动件中的所述第一滚珠子组件固定,并且
所述第二锁定组件包括第二释放套环,所述第二释放套环被布置成将接收在所述第二滚珠止动件中的所述第二滚珠子组件固定。
24.根据权利要求23所述的安装系统,其中,所述第一锁定组件和所述第二锁定组件的所述第一释放套环和所述第二释放套环每个都可操作地附接到所述无菌屏障组件。
25.根据权利要求23所述的安装系统,其中,所述第一锁定组件和所述第二锁定组件的所述第一释放套环和所述第二释放套环被远离彼此轴向地偏压。
26.根据权利要求25所述的安装系统,其中,所述无菌屏障组件还包括套环偏压元件,所述套环偏压元件以力-转换关系插置在所述联接部和所述第一释放套环以及所述第二释放套环之间以将所述第一释放套环和所述第二释放套环远离彼此轴向地偏压。
27.根据权利要求25所述的安装系统,其中,所述第二安装部分包括释放机构,所述释放机构能操作成使所述第一释放套环和所述第二释放套环之一运动以从所述联接部释放所述第二安装部分。
28.根据权利要求27所述的安装系统,其中,所述释放机构包括释放致动器和一个或多个释放元件,所述一个或多个释放元件被配置为当所述第二安装部分可释放地附接到所述无菌屏障组件时布置在所述第一释放套环和所述第二释放套环中的所述一个和所述释放致动器之间,使得所述释放致动器的致动使所述一个或多个释放元件运动以使所述第一释放套环和所述第二释放套环中的所述一个位移并且允许所述第一滚珠子组件和所述第二滚珠子组件之一从所述第一滚珠止动件和所述第二滚珠止动件之一移除。
29.根据权利要求28所述的安装系统,其中,所述张紧器包括杠杆,所述杠杆能在所述第一位置和所述第二位置之间运动,并且所述释放致动器被定位成使得所述杠杆至所述第二位置的运动至少部分地覆盖所述释放致动器。
30.根据权利要求28所述的安装系统,其中,所述第二安装部分包括第二安装板,并且所述释放机构包括释放连杆,所述释放连杆以力转换关系插置在所述释放致动器和所述一个或多个释放元件之间以使所述一个或多个释放元件相对于所述第二安装板从静止位置运动到释放位置。
31.根据权利要求30所述的安装系统,其中,所述释放连杆被配置为接合所述一个或多个释放元件以响应于所述释放致动器的致动而使所述一个或多个释放元件运动到所述释放位置。
32.根据权利要求1所述的安装系统,其中,所述无菌屏障组件还包括接口和可操作地附接到所述接口的盖布。
33.根据权利要求32所述的安装系统,其中,所述联接部和所述运动学联接器可操作地附接到所述接口。
34.根据权利要求1所述的安装系统,其中,所述无菌屏障组件还包括分度凸指,并且其中,所述安装部分中的至少一个限定分度凹部,所述分度凹部的形状被设定为接收所述分度凸指以使所述运动学联接器相对于所述安装部分中的至少一个对准。
35.根据权利要求1所述的安装系统,其中,所述多个运动学联接器还被限定为多个滚珠。
36.根据权利要求35所述的安装系统,其中,所述多个滚珠还被限定为三个滚珠,所述三个滚珠被配置为约束所述外科部件之间的运动的六个自由度。
37.根据权利要求36所述的安装系统,其中,所述第一安装部分包括用于接合所述多个运动学联接器的多个第一接触表面,并且所述第二安装部分包括用于接合所述多个运动学联接器的多个第二接触表面,其中,所述接触表面的形状被设定为与所述多个运动学联接器协作以约束所述外科部件之间的运动的六个自由度。
38.根据权利要求37所述的安装系统,其中,所述第一安装部分包括具有所述多个第一接触表面的多个第一接收部,并且所述第二安装部分包括具有所述多个第二接触表面的多个第二接收部。
39.根据权利要求37所述的安装系统,其中,所述多个第二接触表面被配置为提供与所述多个运动学联接器接触的仅六个接触点。
40.一种末端执行器,其用于通过无菌屏障组件可释放地附接到外科手术机器人的第一安装部分,所述无菌屏障组件具有联接部、多个运动学联接器和滚珠子组件或滚珠止动件中的一者,所述末端执行器包括:
壳体,其用于支撑能量施加器;和
第二安装部分,其附接到所述壳体,并且包括能在第一位置和第二位置之间运动的张紧器,所述第二安装部分包括滚珠子组件或滚珠止动件中的另一者,其被配置为当所述第二安装部分的所述张紧器处于所述第一位置中时可释放地联接至所述无菌屏障组件的所述联接部的滚珠子组件或滚珠止动件中的所述一者,
其中,所述第二安装部分包括多个接触表面,其用于接合所述无菌屏障组件的所述多个运动学联接器。
41.根据权利要求40所述的末端执行器,其中,所述张紧器包括促动器,所述促动器被布置成当所述第二安装部分可释放地固定到所述联接部时被放置成与所述无菌屏障组件的所述联接部旋转接合。
42.根据权利要求41所述的末端执行器,其中,所述第二安装部分包括第二安装板,并且所述促动器能在锁定位置和解锁位置之间运动,在所述锁定位置中所述促动器被禁止相对于所述第二安装板旋转,在所述解锁位置中所述促动器能够相对于所述第二安装板旋转。
43.根据权利要求42所述的末端执行器,包括偏压元件,所述偏压元件将所述促动器朝向所述锁定位置偏压,所述促动器被布置成当将所述第二安装部分固定到所述无菌屏障组件时接合所述联接部,使得所述联接部将所述促动器推压到所述解锁位置中。
44.根据权利要求41所述的末端执行器,其中,所述促动器被配置为响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而旋转。
45.根据权利要求44所述的末端执行器,其中,所述张紧器还包括杠杆和促动器连杆,所述促动器连杆以力-转换关系插置在所述杠杆和所述促动器之间。
46.根据权利要求45所述的末端执行器,其中,所述第二安装部分包括第二安装板,并且所述杠杆在所述第一位置中从所述第二安装板向外地延伸并且在所述第二位置中嵌套抵靠在所述第二安装板上。
47.根据权利要求45所述的末端执行器,包括杠杆锁,所述杠杆锁可操作地联接至所述杠杆,以便当所述张紧器处于所述第二位置中时锁定所述杠杆。
48.根据权利要求40所述的末端执行器,其中,所述第二安装部分包括释放机构,所述释放机构能操作成从所述联接部释放所述第二安装部分。
49.根据权利要求48所述的末端执行器,其中,所述释放机构包括释放致动器和一个或多个释放元件。
50.根据权利要求49所述的末端执行器,其中,所述张紧器包括杠杆,所述杠杆能在所述第一位置和所述第二位置之间运动,并且所述释放致动器被定位成使得所述杠杆至所述第二位置的运动至少部分地覆盖所述释放致动器。
51.根据权利要求49所述的末端执行器,其中,所述第二安装部分包括第二安装板,并且所述释放机构包括释放连杆,所述释放连杆以力-转换关系插置在所述释放致动器和所述一个或多个释放元件之间以使所述一个或多个释放元件相对于所述第二安装板从静止位置运动到释放位置。
52.根据权利要求51所述的末端执行器,其中,所述释放连杆被配置为接合所述一个或多个释放元件以响应于所述释放致动器的致动而使所述一个或多个释放元件运动到所述释放位置。
53.根据权利要求40所述的末端执行器,其中,所述第二安装部分限定分度凹部,所述分度凹部的形状被设定为接收所述无菌屏障组件的分度凸指以使所述运动学联接器相对于所述第二安装部分对准。
54.根据权利要求40所述的末端执行器,其中,所述第二安装部分包括具有用于接合所述多个运动学联接器的所述多个接触表面的多个接收部,其中所述多个接触表面的形状被设定为与所述多个运动学联接器协作。
55.根据权利要求40所述的末端执行器,其中,所述多个接触表面被配置为提供与所述多个运动学联接器接触的仅六个接触点。
56.一种无菌屏障组件,其用于可释放地附接到第一外科部件的第一安装部分和第二外科部件的第二安装部分,所述第一安装部分包括第一滚珠子组件或第一滚珠止动件中的一者,所述第二安装部分具有张紧器并且包括第二滚珠子组件或第二滚珠止动件中的一者,所述无菌屏障组件包括:
接口,所述接口被配置为接收盖布;
联接部,所述联接部可操作地附接到所述接口并且包括第一滚珠子组件或第一滚珠止动件中的另一者,其被配置为可释放地固定到所述第一安装部分的第一滚珠子组件或第一滚珠止动件中的所述一者,并且包括第二滚珠子组件或第二滚珠止动件中的另一者,以当所述第二安装部分的所述张紧器处于第一位置中时可释放地固定到所述第二安装部分的第二滚珠子组件或第二滚珠止动件中的所述一者;以及
多个运动学联接器,所述多个运动学联接器由所述接口支撑,并且被配置为接合所述安装部分和被布置成当所述第二安装部分的所述张紧器处于第二位置中时在所述安装部分之间提供运动学联接部以约束所述外科部件之间的运动的六个自由度。
57.根据权利要求56所述的无菌屏障组件,其中,所述联接部包括所述第一滚珠止动件和所述第二滚珠止动件。
58.根据权利要求57所述的无菌屏障组件,包括围绕所述联接部布置的释放套环。
59.根据权利要求58所述的无菌屏障组件,包括套环偏压元件,以将所述释放套环远离彼此轴向地偏压。
60.根据权利要求58所述的无菌屏障组件,包括分度凸指,所述分度凸指从所述接口延伸以与所述安装部分的分度凹部配合。
61.根据权利要求58所述的无菌屏障组件,其中,所述多个运动学联接器还被限定为多个滚珠。
62.根据权利要求61所述的无菌屏障组件,其中,所述多个滚珠还被限定为三个滚珠,所述三个滚珠被配置为约束所述外科部件之间的运动的六个自由度。
63.一种外科手术机器人,其用于通过无菌屏障组件可释放地接收末端执行器的第二安装部分,所述无菌屏障组件具有联接部和多个运动学联接器,所述联接部包括第一滚珠子组件或第一滚珠止动件中的一者,所述第二安装部分具有能从第一位置运动到第二位置的张紧器,所述外科手术机器人包括:
机械手,所述机械手具有第一安装部分,所述第一安装部分包括第一滚珠子组件或第一滚珠止动件中的另一者,其配置为固定到所述联接部的第一滚珠子组件或第一滚珠止动件中的所述一者,并且所第一安装部分被配置为通过所述无菌屏障组件可释放地接收所述末端执行器的所述第二安装部分,
其中,所述第一安装部分包括多个接触表面,其用于接合所述无菌屏障组件的所述多个运动学联接器,
所述第一安装部分还包括加载机构,所述加载机构被配置为在所述张紧器从所述第一位置运动到所述第二位置时通过所述无菌屏障组件向所述第二安装部分施加预加载力。
64.根据权利要求63所述的外科手术机器人,其中,所述加载机构被配置为响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而将所述第二安装部分朝向所述第一安装部分推压。
65.根据权利要求63所述的外科手术机器人,其中,所述第一安装部分还包括第一安装板和所述第一滚珠子组件,所述第一滚珠子组件被配置为可释放地固定到所述无菌屏障组件的所述联接部。
66.根据权利要求65所述的外科手术机器人,其中,所述加载机构被配置为响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而使所述第一滚珠子组件轴向地运动。
67.根据权利要求66所述的外科手术机器人,其中,所述加载机构包括驱动器,所述驱动器可操作地附接到所述第一滚珠子组件,所述驱动器被配置为当所述无菌屏障组件联接至所述第一安装部分时被放置成与所述无菌屏障组件的所述联接部旋转接合。
68.根据权利要求67所述的外科手术机器人,其中,所述驱动器被布置成使得所述驱动器的旋转促使所述第一滚珠子组件响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动以在所述第一安装部分和所述第二安装部分之间施加预加载力的方式轴向地运动。
69.根据权利要求66所述的外科手术机器人,其中,所述加载机构包括加载致动器,所述加载致动器被配置为响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而使所述第一滚珠子组件轴向地运动。
70.根据权利要求69所述的外科手术机器人,其中,所述加载致动器包括可操作地附接到所述第一滚珠子组件的第一毂盘、可操作地附接到所述第一安装板的第二毂盘以及布置在所述毂盘之间的多个滚珠轴承,并且在所述毂盘中的一个或多个中限定斜面,所述滚珠轴承响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而沿着所述斜面滚动。
71.根据权利要求70所述的外科手术机器人,其中,所述加载机构包括偏压元件,所述偏压元件被布置成作用在所述第二毂盘和所述第一安装板之间。
72.根据权利要求71所述的外科手术机器人,其中,所述偏压元件包括锥形弹簧垫圈。
73.根据权利要求72所述的外科手术机器人,其中,所述锥形弹簧垫圈被布置和成形为具有压缩与力的关系,使得2毫米或更小的压缩引起10%或更小的力的变化。
74.根据权利要求70所述的外科手术机器人,包括传感器,所述传感器感测所述第一毂盘相对于所述第二毂盘的旋转。
75.根据权利要求63所述的外科手术机器人,其中,所述第一安装部分包括多个第一接收部,所述多个第一接收部具有所述多个接触表面以用于接合所述多个运动学联接器。
76.一种外科手术系统,其包括:
第二安装部分,所述第二安装部分与外科部件相关联;
无菌屏障组件;
外科手术机器人,所述外科手术机器人包括机械手,所述机械手具有第一安装部分,所述第一安装部分被配置为可释放地接收所述无菌屏障组件并且通过所述无菌屏障组件可释放地接收所述第一安装部分;
照明装置,所述照明装置联接至所述机械手;以及
一个或多个控制器,所述一个或多个控制器联接至一个或多个传感器并且被配置为:
使用来自所述一个或多个传感器的测量值来检测与将所述无菌屏障组件和所述第二安装部分中的一个或多个安装到所述第一安装部分相关联的条件;以及
控制所述照明装置以向用户指示所述条件。
77.根据权利要求76所述的外科手术系统,其中,所述外科部件还被限定为末端执行器,所述末端执行器包括:
用于支撑能量施加器的壳体;和
附接到所述壳体的所述第二安装部分。
78.根据权利要求76所述的外科手术系统,其中:
所述第二安装部分包括张紧器,所述张紧器能从第一位置运动到第二位置,以响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而将所述第二安装部分朝向所述第一安装部分推压,
其中,所述一个或多个控制器使用来自所述一个或多个传感器的测量值来检测与将所述第二安装部分安装到所述第一安装部分相关联的所述条件,这通过将所述一个或多个控制器进一步如下配置来实现:
检测第一条件,在所述第一条件中所述张紧器处于所述第一位置中;
控制所述照明装置以使其处于第一状态中来向用户指示所述第一条件;
检测第二条件,在所述第二条件中所述张紧器处于所述第二位置中;并且
控制所述照明装置以使其处于第二状态中来向用户指示所述第二条件。
79.根据权利要求78所述的外科手术系统,其中:
所述无菌屏障组件还包括联接部和多个运动学联接器;并且
所述第一安装部分包括:
多个接触表面,所述多个接触表面用于接合所述无菌屏障组件的所述多个运动学联接器;
加载机构,所述加载机构被配置为在所述张紧器从所述第一位置运动到所述第二位置时通过所述无菌屏障组件向所述第二安装部分施加预加载力;
第一安装板和第一滚珠子组件,所述第一滚珠子组件被配置为可释放地固定到所述无菌屏障组件的所述联接部;
其中,所述加载机构包括加载致动器,所述加载致动器被配置为响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而使所述第一滚珠子组件轴向地运动,其中,所述加载致动器包括可操作地附接到所述第一滚珠子组件的第一毂盘、可操作地附接到所述第一安装板的第二毂盘以及布置在所述毂盘之间的多个滚珠轴承,并且在所述毂盘中的一个或多个中限定斜面,所述滚珠轴承响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而沿着所述斜面滚动;
其中,所述一个或多个控制器被配置为:
通过使用来自所述一个或多个传感器的测量值以进一步检测所述第一毂盘相对于所述第二毂盘的第一位置或旋转量,从而检测其中所述张紧器处于所述第一位置中的所述第一条件;并且
通过使用来自所述一个或多个传感器的测量值以进一步检测所述第一毂盘相对于所述第二毂盘的第二位置或旋转量,从而检测其中所述张紧器处于所述第二位置中的所述第二条件。
80.根据权利要求78所述的外科手术系统,其中,所述一个或多个控制器被配置为:
通过使用来自所述一个或多个传感器的测量值以进一步检测所述张紧器的第一位置或运动,从而检测其中所述张紧器处于所述第一位置中的所述第一条件;并且
通过使用来自所述一个或多个传感器的测量值以进一步检测所述张紧器的第二位置或运动,从而检测其中所述张紧器处于所述第二位置中的所述第二条件。
81.根据权利要求78所述的外科手术系统,其中:
处于所述第一状态中的所述照明装置发出第一颜色;并且
处于所述第二状态中的所述照明装置发出与所述第一颜色不同的第二颜色。
82.根据权利要求78所述的外科手术系统,其中:
所述照明装置被控制为在所述第一状态中是停用的;并且
所述照明装置被控制为在所述第二状态中主动地发光。
83.根据权利要求76所述的外科手术系统,其中,所述照明装置与所述第一安装部分相邻地设置在所述机械手上。
84.根据权利要求76所述的外科手术系统,其中,所述照明装置具有环绕所述机械手的外表面的环形构型。
85.根据权利要求76所述的外科手术系统,其中:
所述无菌屏障组件具有联接部,所述联接部被配置为可释放地固定到所述第一安装部分;
其中,所述一个或多个控制器使用来自所述一个或多个传感器的测量值来检测与将所述无菌屏障组件安装到所述第一安装部分相关联的所述条件,这通过将所述一个或多个控制器进一步如下配置来实现:
检测第一条件,在所述第一条件中所述无菌屏障的所述联接部被固定到所述第一安装部分;
控制所述照明装置以使其处于第一状态中来向用户指示所述第一条件;
检测第二条件,在所述第二条件中所述无菌屏障组件的所述联接部不固定到所述第一安装部分;并且
控制所述照明装置以使其处于第二状态中来向用户指示所述第二条件。
86.一种操作外科手术系统的方法,所述外科手术系统包括:与外科部件相关联的第二安装部分;无菌屏障组件;外科手术机器人,其包括机械手,所述机械手具有第一安装部分,所述第一安装部分被配置为可释放地接收所述无菌屏障组件并且通过所述无菌屏障组件可释放地接收所述第一安装部分;照明装置,其联接至所述机械手;以及一个或多个控制器,其联接至一个或多个传感器,所述方法包括所述一个或多个控制器:
使用来自所述一个或多个传感器的测量值来检测与将所述无菌屏障组件和所述第二安装部分中的一个或多个安装到所述第一安装部分相关联的条件;以及
控制所述照明装置以向用户指示所述条件。
87.根据权利要求86所述的方法,其中,所述第二安装部分包括张紧器,所述张紧器能从第一位置运动到第二位置,以响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而将所述第二安装部分朝向所述第一安装部分推压,并且所述方法包括所述一个或多个控制器进一步:
通过以下方式使用来自所述一个或多个传感器的测量值来检测与将所述第二安装部分安装到所述第一安装部分相关联的所述条件:
检测第一条件,在所述第一条件中所述张紧器处于所述第一位置中;
控制所述照明装置以使其处于第一状态中来向用户指示所述第一条件;
检测第二条件,在所述第二条件中所述张紧器处于所述第二位置中;并且
控制所述照明装置以使其处于第二状态中来向用户指示所述第二条件。
88.根据权利要求87所述的方法,其中,所述无菌屏障组件还包括联接部和多个运动学联接器,并且所述第一安装部分包括:多个接触表面,所述多个接触表面用于接合所述无菌屏障组件的所述多个运动学联接器;加载机构,所述加载机构被配置为在所述张紧器从所述第一位置运动到所述第二位置时通过所述无菌屏障组件向所述第二安装部分施加预加载力;第一安装板和第一滚珠子组件,所述第一滚珠子组件被配置为可释放地固定到所述无菌屏障组件的所述联接部;其中,所述加载机构包括加载致动器,所述加载致动器被配置为响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而使所述第一滚珠子组件轴向地运动,其中,所述加载致动器包括可操作地附接到所述第一滚珠子组件的第一毂盘、可操作地附接到所述第一安装板的第二毂盘以及布置在所述毂盘之间的多个滚珠轴承,并且在所述毂盘中的一个或多个中限定斜面,所述滚珠轴承响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而沿着所述斜面滚动,所述方法包括所述一个或多个控制器进一步:
通过使用来自所述一个或多个传感器的测量值以进一步检测所述第一毂盘相对于所述第二毂盘的第一位置或旋转量,从而检测其中所述张紧器处于所述第一位置中的所述第一条件;并且
通过使用来自所述一个或多个传感器的测量值以进一步检测所述第一毂盘相对于所述第二毂盘的第二位置或旋转量,从而检测其中所述张紧器处于所述第二位置中的所述第二条件。
89.根据权利要求87所述的方法,包括所述一个或多个控制器进一步:
通过使用来自所述一个或多个传感器的测量值以进一步检测所述张紧器的第一位置或运动,从而检测其中所述张紧器处于所述第一位置中的所述第一条件;并且
通过使用来自所述一个或多个传感器的测量值以进一步检测所述张紧器的第二位置或运动,从而检测其中所述张紧器处于所述第二位置中的所述第二条件。
90.根据权利要求87所述的方法,包括所述一个或多个控制器进一步:
控制所述照明装置处于所述第一状态中以使其发出第一颜色;并且
控制所述照明装置处于所述第二状态中以使其发出与所述第一颜色不同的第二颜色。
91.根据权利要求87所述的方法,包括所述一个或多个控制器进一步:
控制所述照明装置以使其在所述第一状态中是停用的;并且
控制所述照明装置以使其在所述第二状态中主动地发光。
92.根据权利要求89所述的方法,其中,所述无菌屏障组件具有联接部,所述联接部被配置为可释放地固定到所述第一安装部分,所述方法包括所述一个或多个控制器进一步:
通过以下方式使用来自所述一个或多个传感器的测量值来检测与将所述无菌屏障组件安装到所述第一安装部分相关联的所述条件:
检测第一条件,在所述第一条件中所述无菌屏障的所述联接部被固定到所述第一安装部分;
控制所述照明装置以使其处于第一状态中来向用户指示所述第一条件;
检测第二条件,在所述第二条件中所述无菌屏障组件的所述联接部不固定到所述第一安装部分;并且
控制所述照明装置以使其处于第二状态中来向用户指示所述第二条件。

Claims (95)

1.一种用于将第一外科部件和第二外科部件联接的安装系统,所述安装系统包括:
第一安装部分,其与所述第一外科部件相关联;
第二安装部分,其与所述第二外科部件相关联,并且包括能在第一位置和第二位置之间运动的张紧器;和
无菌屏障组件,其包括:
联接部,其被配置为可释放地固定到所述第一安装部分并且当所述第二安装部分的所述张紧器处于所述第一位置中时可释放地接收所述第二安装部分,以及
多个运动学联接器,其被配置为接合所述安装部分,并且被布置成当所述第二安装部分的所述张紧器处于所述第二位置中时通过所述无菌屏障组件在所述安装部分之间提供运动学联接部以约束所述外科部件之间的运动的六个自由度。
2.根据权利要求1所述的安装系统,其中,所述第一安装部分还包括加载机构,所述加载机构被配置为当所述无菌屏障组件被固定到所述第一安装部分并且所述第二安装部分被固定到所述无菌屏障组件时所述加载机构响应于所述张紧器从所述第一位置朝向所述第二位置的运动而将所述第二安装部分和所述无菌屏障组件中的至少一个朝向所述第一外科部件推压。
3.根据权利要求2所述的安装系统,其中,所述第一安装部分的所述加载机构响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而将所述第二安装部分朝向所述无菌屏障组件的所述多个运动学联接器推压。
4.根据权利要求2所述的安装系统,其中,所述无菌屏障组件的所述联接部以力-转换关系插置在所述张紧器与所述加载机构之间。
5.根据权利要求2所述的安装系统,其中,所述第一安装部分还包括:第一安装板,其能够附接到所述第一外科部件;以及第一滚珠子组件,其被配置为可释放地固定到所述无菌屏障组件的所述联接部。
6.根据权利要求5所述的安装系统,其中,所述加载机构被配置为响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而使所述第一滚珠子组件轴向地运动。
7.根据权利要求5所述的安装系统,其中,所述加载机构包括驱动器,所述驱动器可操作地附接到所述第一滚珠子组件,所述驱动器被配置为放置成与所述无菌屏障组件的所述联接部旋转接合。
8.根据权利要求7所述的安装系统,其中,所述驱动器被布置成使得所述驱动器的旋转促使所述第一滚珠子组件响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动以在所述第一安装部分和所述第二安装部分之间施加预加载力的方式轴向地运动。
9.根据权利要求8所述的安装系统,其中,所述加载机构包括加载致动器,所述加载致动器被配置为响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而使所述第一滚珠子组件轴向地运动。
10.根据权利要求9所述的安装系统,其中,所述加载致动器包括可操作地附接到所述第一滚珠子组件的第一毂盘、可操作地附接到所述第一安装板的第二毂盘以及布置在所述毂盘之间的多个滚珠轴承,并且在所述毂盘中的一个或多个中限定斜面,所述滚珠轴承响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而沿着所述斜面滚动。
11.根据权利要求10所述的安装系统,包括传感器,所述传感器感测所述第一毂盘相对于所述第二毂盘的旋转。
12.根据权利要求10所述的安装系统,其中,所述加载机构包括锥形弹簧垫圈,所述锥形弹簧垫圈被布置和成形为以压缩与力的关系作用在所述第二毂盘和所述第一安装板之间,使得2毫米或更小的轴向压缩引起10%或更小的所述预加载力的变化。
13.根据权利要求10所述的安装系统,其中,所述第二毂盘和所述第一安装板中的每个都包括锥形表面,所述锥形弹簧垫圈具有与所述锥形表面邻接的内侧和外侧。
14.根据权利要求8所述的安装系统,其中,所述第二安装部分包括第二滚珠子组件,所述第二滚珠子组件被配置为可释放地固定到所述无菌屏障组件的所述联接部,并且所述张紧器包括促动器,所述促动器被布置成当所述联接部可释放地固定到所述第二安装部分时被放置成与所述无菌屏障组件的所述联接部旋转接合。
15.根据权利要求14所述的安装系统,其中,所述第二安装部分包括第二安装板,并且所述促动器能在锁定位置和解锁位置之间运动,在所述锁定位置中所述促动器被禁止相对于所述第二安装板旋转,在所述解锁位置中所述促动器能够相对于所述第二安装板旋转。
16.根据权利要求15所述的安装系统,包括偏压元件,所述偏压元件将所述促动器朝向所述锁定位置偏压,所述促动器被布置成当将所述第二安装部分固定到所述无菌屏障组件时接合所述联接部,使得所述联接部将所述促动器推压到所述解锁位置中。
17.根据权利要求14所述的安装系统,其中,所述促动器被配置为响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而旋转,使得所述促动器、所述联接部和所述驱动器相对于所述第一安装板同时地旋转以施加所述预加载力。
18.根据权利要求17所述的安装系统,其中,所述张紧器还包括杠杆和促动器连杆,所述促动器连杆以力-转换关系插置在所述杠杆和所述促动器之间,以便当所述第二安装部分可释放地固定到所述联接部时,所述张紧器到所述第二位置的运动实现所述促动器的旋转,以用于使所述联接部和所述驱动器同时地旋转以施加所述预加载力。
19.根据权利要求18所述的安装系统,其中,所述第二安装部分包括第二安装板,并且所述杠杆在所述第一位置中从所述第二安装板向外地延伸并且在所述第二位置中嵌套抵靠在所述第二安装板上。
20.根据权利要求18所述的安装系统,包括杠杆锁,所述杠杆锁可操作地联接至所述杠杆,以便当所述张紧器处于所述第二位置中时锁定所述杠杆。
21.根据权利要求1所述的安装系统,还包括:
第一锁定组件,其被配置为插置在所述第一安装部分和所述无菌屏障组件的所述联接部之间,以将所述联接部可释放地固定到所述第一安装部分,以及
第二锁定组件,其被配置为插置在所述联接部和所述第二安装部分之间,以便当所述张紧器处于所述第一位置中时将所述第二安装部分可释放地固定到所述联接部。
22.根据权利要求21所述的安装系统,其中,所述锁定组件中的每个都包括:
滚珠子组件,其可操作地附接到所述联接部和相应的安装部分中的一者,以及
滚珠止动件,其被限定在所述联接部和所述相应的安装部分中的另一者中,并且被成形为接收所述滚珠子组件。
23.根据权利要求22所述的安装系统,其中,所述联接部被配置为当所述无菌屏障组件被固定到所述第一安装部分并且所述第二安装部分被固定到所述无菌屏障组件时设置成与所述滚珠子组件中的每个连通。
24.根据权利要求22所述的安装系统,其中,所述锁定组件的所述滚珠止动件每个都被限定在所述无菌屏障组件的所述联接部中。
25.根据权利要求22所述的安装系统,其中,所述锁定组件中的每个还都包括释放套环,所述释放套环被布置成将接收在所述滚珠止动件之一中的所述滚珠子组件之一固定。
26.根据权利要求25所述的安装系统,其中,所述锁定组件的所述释放套环每个都可操作地附接到所述无菌屏障组件。
27.根据权利要求25所述的安装系统,其中,所述锁定组件的所述释放套环被远离彼此轴向地偏压。
28.根据权利要求27所述的安装系统,其中,所述无菌屏障组件还包括套环偏压元件,所述套环偏压元件以力-转换关系插置在所述联接部和所述释放套环之间以将所述释放套环远离彼此轴向地偏压。
29.根据权利要求27所述的安装系统,其中,所述第二安装部分包括释放机构,所述释放机构能操作成使所述释放套环之一运动以从所述联接部释放所述第二安装部分。
30.根据权利要求29所述的安装系统,其中,所述释放机构包括释放致动器和一个或多个释放元件,所述一个或多个释放元件被配置为当所述第二安装部分可释放地附接到所述无菌屏障组件时布置在所述释放套环中的所述一个和所述释放致动器之间,使得所述释放致动器的致动使所述一个或多个释放元件运动以使所述释放套环中的所述一个位移并且允许所述滚珠子组件之一从所述滚珠止动件之一移除。
31.根据权利要求30所述的安装系统,其中,所述张紧器包括杠杆,所述杠杆能在所述第一位置和所述第二位置之间运动,并且所述释放致动器被定位成使得所述杠杆至所述第二位置的运动至少部分地覆盖所述释放致动器。
32.根据权利要求30所述的安装系统,其中,所述第二安装部分包括第二安装板,并且所述释放机构包括释放连杆,所述释放连杆以力转换关系插置在所述释放致动器和所述一个或多个释放元件之间以使所述一个或多个释放元件相对于所述第二安装板从静止位置运动到释放位置。
33.根据权利要求32所述的安装系统,其中,所述释放连杆被配置为接合所述一个或多个释放元件以响应于所述释放致动器的致动而使所述一个或多个释放元件运动到所述释放位置。
34.根据权利要求1所述的安装系统,其中,所述无菌屏障组件还包括接口和可操作地附接到所述接口的盖布。
35.根据权利要求34所述的安装系统,其中,所述联接部和所述运动学联接器可操作地附接到所述接口。
36.根据权利要求1所述的安装系统,其中,所述无菌屏障组件还包括分度凸指,并且其中,所述安装部分中的至少一个限定分度凹部,所述分度凹部的形状被设定为接收所述分度凸指以使所述运动学联接器相对于所述安装部分中的至少一个对准。
37.根据权利要求1所述的安装系统,其中,所述多个运动学联接器还被限定为多个滚珠。
38.根据权利要求37所述的安装系统,其中,所述多个滚珠还被限定为三个滚珠,所述三个滚珠被配置为约束所述外科部件之间的运动的六个自由度。
39.根据权利要求38所述的安装系统,其中,所述第一安装部分包括用于接合所述多个运动学联接器的多个第一接触表面,并且所述第二安装部分包括用于接合所述多个运动学联接器的多个第二接触表面,其中,所述接触表面的形状被设定为与所述多个运动学联接器协作以约束所述外科部件之间的运动的六个自由度。
40.根据权利要求39所述的安装系统,其中,所述第一安装部分包括具有所述多个第一接触表面的多个第一接收部,并且所述第二安装部分包括具有所述多个第二接触表面的多个第二接收部。
41.根据权利要求39所述的安装系统,其中,所述多个第二接触表面被配置为提供与所述多个运动学联接器接触的仅六个接触点。
42.一种末端执行器,其用于通过无菌屏障组件可释放地附接到外科手术机器人的第一安装部分,所述无菌屏障组件具有联接部和多个运动学联接器,所述末端执行器包括:
壳体,其用于支撑能量施加器;和
第二安装部分,其附接到所述壳体,并且包括能在第一位置和第二位置之间运动的张紧器,所述第二安装部分被配置为当所述第二安装部分的所述张紧器处于所述第一位置中时可释放地联接至所述无菌屏障组件的所述联接部,
其中,所述第二安装部分包括多个接触表面,其用于接合所述无菌屏障组件的所述多个运动学联接器。
43.根据权利要求42所述的末端执行器,其中,所述第二安装部分包括滚珠子组件,其被配置为可释放地固定到所述无菌屏障组件的所述联接部,并且所述张紧器包括促动器,所述促动器被布置成当所述第二安装部分可释放地固定到所述联接部时被放置成与所述无菌屏障组件的所述联接部旋转接合。
44.根据权利要求43所述的末端执行器,其中,所述第二安装部分包括第二安装板,并且所述促动器能在锁定位置和解锁位置之间运动,在所述锁定位置中所述促动器被禁止相对于所述第二安装板旋转,在所述解锁位置中所述促动器能够相对于所述第二安装板旋转。
45.根据权利要求44所述的末端执行器,包括偏压元件,所述偏压元件将所述促动器朝向所述锁定位置偏压,所述促动器被布置成当将所述第二安装部分固定到所述无菌屏障组件时接合所述联接部,使得所述联接部将所述促动器推压到所述解锁位置中。
46.根据权利要求43所述的末端执行器,其中,所述促动器被配置为响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而旋转。
47.根据权利要求46所述的末端执行器,其中,所述张紧器还包括杠杆和促动器连杆,所述促动器连杆以力-转换关系插置在所述杠杆和所述促动器之间。
48.根据权利要求47所述的末端执行器,其中,所述第二安装部分包括第二安装板,并且所述杠杆在所述第一位置中从所述第二安装板向外地延伸并且在所述第二位置中嵌套抵靠在所述第二安装板上。
49.根据权利要求47所述的末端执行器,包括杠杆锁,所述杠杆锁可操作地联接至所述杠杆,以便当所述张紧器处于所述第二位置中时锁定所述杠杆。
50.根据权利要求42所述的末端执行器,其中,所述第二安装部分包括释放机构,所述释放机构能操作成从所述联接部释放所述第二安装部分。
51.根据权利要求50所述的末端执行器,其中,所述释放机构包括释放致动器和一个或多个释放元件。
52.根据权利要求51所述的末端执行器,其中,所述张紧器包括杠杆,所述杠杆能在所述第一位置和所述第二位置之间运动,并且所述释放致动器被定位成使得所述杠杆至所述第二位置的运动至少部分地覆盖所述释放致动器。
53.根据权利要求51所述的末端执行器,其中,所述第二安装部分包括第二安装板,并且所述释放机构包括释放连杆,所述释放连杆以力-转换关系插置在所述释放致动器和所述一个或多个释放元件之间以使所述一个或多个释放元件相对于所述第二安装板从静止位置运动到释放位置。
54.根据权利要求53所述的末端执行器,其中,所述释放连杆被配置为接合所述一个或多个释放元件以响应于所述释放致动器的致动而使所述一个或多个释放元件运动到所述释放位置。
55.根据权利要求42所述的末端执行器,其中,所述第二安装部分限定分度凹部,所述分度凹部的形状被设定为接收所述无菌屏障组件的分度凸指以使所述运动学联接器相对于所述第二安装部分对准。
56.根据权利要求42所述的末端执行器,其中,所述第二安装部分包括具有用于接合所述多个运动学联接器的所述多个接触表面的多个接收部,其中所述多个接触表面的形状被设定为与所述多个运动学联接器协作。
57.根据权利要求42所述的末端执行器,其中,所述多个接触表面被配置为提供与所述多个运动学联接器接触的仅六个接触点。
58.一种无菌屏障组件,其用于可释放地附接到第一外科部件的第一安装部分和第二外科部件的第二安装部分,所述第二安装部分具有张紧器,所述无菌屏障组件包括:
接口,所述接口被配置为接收盖布;
联接部,所述联接部可操作地附接到所述接口并且被配置为可释放地固定到所述第一安装部分并且当所述第二安装部分的所述张紧器处于第一位置中时可释放地接收所述第二安装部分;以及
多个运动学联接器,所述多个运动学联接器由所述接口支撑,并且被配置为接合所述安装部分和被布置成当所述第二安装部分的所述张紧器处于第二位置中时在所述安装部分之间提供运动学联接部以约束所述外科部件之间的运动的六个自由度。
59.根据权利要求58所述的无菌屏障组件,其中,所述联接部包括:用于可释放地附接到所述第一安装部分的第一滚珠止动件和第一滚珠子组件中的一者;以及用于可释放地附接到所述第二安装部分的第二滚珠止动件和第二滚珠子组件中的一者。
60.根据权利要求59所述的无菌屏障组件,其中,所述联接部包括所述第一滚珠止动件和所述第二滚珠止动件。
61.根据权利要求60所述的无菌屏障组件,包括围绕所述联接部布置的释放套环。
62.根据权利要求61所述的无菌屏障组件,包括套环偏压元件,以将所述释放套环远离彼此轴向地偏压。
63.根据权利要求58所述的无菌屏障组件,包括分度凸指,所述分度凸指从所述接口延伸以与所述安装部分的分度凹部配合。
64.根据权利要求58所述的无菌屏障组件,其中,所述多个运动学联接器还被限定为多个滚珠。
65.根据权利要求64所述的无菌屏障组件,其中,所述多个滚珠还被限定为三个滚珠,所述三个滚珠被配置为约束所述外科部件之间的运动的六个自由度。
66.一种外科手术机器人,其用于通过无菌屏障组件可释放地接收末端执行器的第二安装部分,所述无菌屏障组件具有联接部和多个运动学联接器,所述第二安装部分具有能从第一位置运动到第二位置的张紧器,所述外科手术机器人包括:
机械手,所述机械手具有第一安装部分,所第一安装部分被配置为通过所述无菌屏障组件可释放地接收所述末端执行器的所述第二安装部分,
其中,所述第一安装部分包括多个接触表面,其用于接合所述无菌屏障组件的所述多个运动学联接器,
所述第一安装部分还包括加载机构,所述加载机构被配置为在所述张紧器从所述第一位置运动到所述第二位置时通过所述无菌屏障组件向所述第二安装部分施加预加载力。
67.根据权利要求66所述的外科手术机器人,其中,所述加载机构被配置为响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而将所述第二安装部分朝向所述第一安装部分推压。
68.根据权利要求66所述的外科手术机器人,其中,所述第一安装部分还包括第一安装板和第一滚珠子组件,所述第一滚珠子组件被配置为可释放地固定到所述无菌屏障组件的所述联接部。
69.根据权利要求68所述的外科手术机器人,其中,所述加载机构被配置为响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而使所述第一滚珠子组件轴向地运动。
70.根据权利要求69所述的外科手术机器人,其中,所述加载机构包括驱动器,所述驱动器可操作地附接到所述第一滚珠子组件,所述驱动器被配置为当所述无菌屏障组件联接至所述第一安装部分时被放置成与所述无菌屏障组件的所述联接部旋转接合。
71.根据权利要求70所述的外科手术机器人,其中,所述驱动器被布置成使得所述驱动器的旋转促使所述第一滚珠子组件响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动以在所述第一安装部分和所述第二安装部分之间施加预加载力的方式轴向地运动。
72.根据权利要求69所述的外科手术机器人,其中,所述加载机构包括加载致动器,所述加载致动器被配置为响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而使所述第一滚珠子组件轴向地运动。
73.根据权利要求72所述的外科手术机器人,其中,所述加载致动器包括可操作地附接到所述第一滚珠子组件的第一毂盘、可操作地附接到所述第一安装板的第二毂盘以及布置在所述毂盘之间的多个滚珠轴承,并且在所述毂盘中的一个或多个中限定斜面,所述滚珠轴承响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而沿着所述斜面滚动。
74.根据权利要求73所述的外科手术机器人,其中,所述加载机构包括偏压元件,所述偏压元件被布置成作用在所述第二毂盘和所述第一安装板之间。
75.根据权利要求74所述的外科手术机器人,其中,所述偏压元件包括锥形弹簧垫圈。
76.根据权利要求75所述的外科手术机器人,其中,所述锥形弹簧垫圈被布置和成形为具有压缩与力的关系,使得2毫米或更小的压缩引起10%或更小的力的变化。
77.根据权利要求73所述的外科手术机器人,包括传感器,所述传感器感测所述第一毂盘相对于所述第二毂盘的旋转。
78.根据权利要求66所述的外科手术机器人,其中,所述第一安装部分包括多个第一接收部,所述多个第一接收部具有所述多个接触表面以用于接合所述多个运动学联接器。
79.一种外科手术系统,其包括:
第二安装部分,所述第二安装部分与外科部件相关联;
无菌屏障组件;
外科手术机器人,所述外科手术机器人包括机械手,所述机械手具有第一安装部分,所述第一安装部分被配置为可释放地接收所述无菌屏障组件并且通过所述无菌屏障组件可释放地接收所述第一安装部分;
照明装置,所述照明装置联接至所述机械手;以及
一个或多个控制器,所述一个或多个控制器联接至一个或多个传感器并且被配置为:
使用来自所述一个或多个传感器的测量值来检测与将所述无菌屏障组件和所述第二安装部分中的一个或多个安装到所述第一安装部分相关联的条件;以及
控制所述照明装置以向用户指示所述条件。
80.根据权利要求79所述的外科手术系统,其中,所述外科部件还被限定为末端执行器,所述末端执行器包括:
用于支撑能量施加器的壳体;和
附接到所述壳体的所述第二安装部分。
81.根据权利要求79所述的外科手术系统,其中:
所述第二安装部分包括张紧器,所述张紧器能从第一位置运动到第二位置,以响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而将所述第二安装部分朝向所述第一安装部分推压,
其中,所述一个或多个控制器使用来自所述一个或多个传感器的测量值来检测与将所述第二安装部分安装到所述第一安装部分相关联的所述条件,这通过将所述一个或多个控制器进一步如下配置来实现:
检测第一条件,在所述第一条件中所述张紧器处于所述第一位置中;
控制所述照明装置以使其处于第一状态中来向用户指示所述第一条件;
检测第二条件,在所述第二条件中所述张紧器处于所述第二位置中;并且
控制所述照明装置以使其处于第二状态中来向用户指示所述第二条件。
82.根据权利要求81所述的外科手术系统,其中:
所述无菌屏障组件还包括联接部和多个运动学联接器;并且
所述第一安装部分包括:
多个接触表面,所述多个接触表面用于接合所述无菌屏障组件的所述多个运动学联接器;
加载机构,所述加载机构被配置为在所述张紧器从所述第一位置运动到所述第二位置时通过所述无菌屏障组件向所述第二安装部分施加预加载力;
第一安装板和第一滚珠子组件,所述第一滚珠子组件被配置为可释放地固定到所述无菌屏障组件的所述联接部;
其中,所述加载机构包括加载致动器,所述加载致动器被配置为响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而使所述第一滚珠子组件轴向地运动,其中,所述加载致动器包括可操作地附接到所述第一滚珠子组件的第一毂盘、可操作地附接到所述第一安装板的第二毂盘以及布置在所述毂盘之间的多个滚珠轴承,并且在所述毂盘中的一个或多个中限定斜面,所述滚珠轴承响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而沿着所述斜面滚动;
其中,所述一个或多个控制器被配置为:
通过使用来自所述一个或多个传感器的测量值以进一步检测所述第一毂盘相对于所述第二毂盘的第一位置或旋转量,从而检测其中所述张紧器处于所述第一位置中的所述第一条件;并且
通过使用来自所述一个或多个传感器的测量值以进一步检测所述第一毂盘相对于所述第二毂盘的第二位置或旋转量,从而检测其中所述张紧器处于所述第二位置中的所述第二条件。
83.根据权利要求81所述的外科手术系统,其中,所述一个或多个控制器被配置为:
通过使用来自所述一个或多个传感器的测量值以进一步检测所述张紧器的第一位置或运动,从而检测其中所述张紧器处于所述第一位置中的所述第一条件;并且
通过使用来自所述一个或多个传感器的测量值以进一步检测所述张紧器的第二位置或运动,从而检测其中所述张紧器处于所述第二位置中的所述第二条件。
84.根据权利要求81所述的外科手术系统,其中:
处于所述第一状态中的所述照明装置发出第一颜色;并且
处于所述第二状态中的所述照明装置发出与所述第一颜色不同的第二颜色。
85.根据权利要求81所述的外科手术系统,其中:
所述照明装置被控制为在所述第一状态中是停用的;并且
所述照明装置被控制为在所述第二状态中主动地发光。
86.根据权利要求79所述的外科手术系统,其中,所述照明装置与所述第一安装部分相邻地设置在所述机械手上。
87.根据权利要求79所述的外科手术系统,其中,所述照明装置具有环绕所述机械手的外表面的环形构型。
88.根据权利要求79所述的外科手术系统,其中:
所述无菌屏障组件具有联接部,所述联接部被配置为可释放地固定到所述第一安装部分;
其中,所述一个或多个控制器使用来自所述一个或多个传感器的测量值来检测与将所述无菌屏障组件安装到所述第一安装部分相关联的所述条件,这通过将所述一个或多个控制器进一步如下配置来实现:
检测第一条件,在所述第一条件中所述无菌屏障的所述联接部被固定到所述第一安装部分;
控制所述照明装置以使其处于第一状态中来向用户指示所述第一条件;
检测第二条件,在所述第二条件中所述无菌屏障组件的所述联接部不固定到所述第一安装部分;并且
控制所述照明装置以使其处于第二状态中来向用户指示所述第二条件。
89.一种操作外科手术系统的方法,所述外科手术系统包括:与外科部件相关联的第二安装部分;无菌屏障组件;外科手术机器人,其包括机械手,所述机械手具有第一安装部分,所述第一安装部分被配置为可释放地接收所述无菌屏障组件并且通过所述无菌屏障组件可释放地接收所述第一安装部分;照明装置,其联接至所述机械手;以及一个或多个控制器,其联接至一个或多个传感器,所述方法包括所述一个或多个控制器:
使用来自所述一个或多个传感器的测量值来检测与将所述无菌屏障组件和所述第二安装部分中的一个或多个安装到所述第一安装部分相关联的条件;以及
控制所述照明装置以向用户指示所述条件。
90.根据权利要求89所述的方法,其中,所述第二安装部分包括张紧器,所述张紧器能从第一位置运动到第二位置,以响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而将所述第二安装部分朝向所述第一安装部分推压,并且所述方法包括所述一个或多个控制器进一步:
通过以下方式使用来自所述一个或多个传感器的测量值来检测与将所述第二安装部分安装到所述第一安装部分相关联的所述条件:
检测第一条件,在所述第一条件中所述张紧器处于所述第一位置中;
控制所述照明装置以使其处于第一状态中来向用户指示所述第一条件;
检测第二条件,在所述第二条件中所述张紧器处于所述第二位置中;并且
控制所述照明装置以使其处于第二状态中来向用户指示所述第二条件。
91.根据权利要求90所述的方法,其中,所述无菌屏障组件还包括联接部和多个运动学联接器,并且所述第一安装部分包括:多个接触表面,所述多个接触表面用于接合所述无菌屏障组件的所述多个运动学联接器;加载机构,所述加载机构被配置为在所述张紧器从所述第一位置运动到所述第二位置时通过所述无菌屏障组件向所述第二安装部分施加预加载力;第一安装板和第一滚珠子组件,所述第一滚珠子组件被配置为可释放地固定到所述无菌屏障组件的所述联接部;其中,所述加载机构包括加载致动器,所述加载致动器被配置为响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而使所述第一滚珠子组件轴向地运动,其中,所述加载致动器包括可操作地附接到所述第一滚珠子组件的第一毂盘、可操作地附接到所述第一安装板的第二毂盘以及布置在所述毂盘之间的多个滚珠轴承,并且在所述毂盘中的一个或多个中限定斜面,所述滚珠轴承响应于所述张紧器朝向所述第二位置的运动而沿着所述斜面滚动,所述方法包括所述一个或多个控制器进一步:
通过使用来自所述一个或多个传感器的测量值以进一步检测所述第一毂盘相对于所述第二毂盘的第一位置或旋转量,从而检测其中所述张紧器处于所述第一位置中的所述第一条件;并且
通过使用来自所述一个或多个传感器的测量值以进一步检测所述第一毂盘相对于所述第二毂盘的第二位置或旋转量,从而检测其中所述张紧器处于所述第二位置中的所述第二条件。
92.根据权利要求90所述的方法,包括所述一个或多个控制器进一步:
通过使用来自所述一个或多个传感器的测量值以进一步检测所述张紧器的第一位置或运动,从而检测其中所述张紧器处于所述第一位置中的所述第一条件;并且
通过使用来自所述一个或多个传感器的测量值以进一步检测所述张紧器的第二位置或运动,从而检测其中所述张紧器处于所述第二位置中的所述第二条件。
93.根据权利要求90所述的方法,包括所述一个或多个控制器进一步:
控制所述照明装置处于所述第一状态中以使其发出第一颜色;并且
控制所述照明装置处于所述第二状态中以使其发出与所述第一颜色不同的第二颜色。
94.根据权利要求90所述的方法,包括所述一个或多个控制器进一步:
控制所述照明装置以使其在所述第一状态中是停用的;并且
控制所述照明装置以使其在所述第二状态中主动地发光。
95.根据权利要求89所述的方法,其中,所述无菌屏障组件具有联接部,所述联接部被配置为可释放地固定到所述第一安装部分,所述方法包括所述一个或多个控制器进一步:
通过以下方式使用来自所述一个或多个传感器的测量值来检测与将所述无菌屏障组件安装到所述第一安装部分相关联的所述条件:
检测第一条件,在所述第一条件中所述无菌屏障的所述联接部被固定到所述第一安装部分;
控制所述照明装置以使其处于第一状态中来向用户指示所述第一条件;
检测第二条件,在所述第二条件中所述无菌屏障组件的所述联接部不固定到所述第一安装部分;并且
控制所述照明装置以使其处于第二状态中来向用户指示所述第二条件。
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