CN114302682A - 腹腔镜手术器械 - Google Patents

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E·费德里奇
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L·马格纳尼
L·卢兹
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Abstract

一种腹腔镜手术器械，包括：连接组件(201)，其具有轴线(U3)、第一端(A)和第二端(B)；末端执行器(301)，其自身的旋转轴线(U2’)在连接组件(201)的第二端关联到连接组件(201)的轴线(U3)；操纵单元(101)，其自身的旋转轴线(U2)在第一端(A)关联到连接组件(201)的轴线(U3)，所述操纵单元(101)安装在连接组件(201)的第一端(A)上；用于将操纵单元(101)围绕第一轴线(U1)的第一旋转运动传输至末端执行器(301)的装置(111，211，311，411，310’，110’，210’，410，510，610，710，411，511，611，711，811，911)，第一轴线(U1)属于与连接组件(201)的轴线(U3)正交的平面，并且在连接组件(201)的第一端(A)关联到连接组件(201)的轴线(U3)，以这种方式使末端执行器(301)围绕轴线(U1’)旋转，轴线(U1’)与连接组件(201)的轴线(U3)正交，并在连接组件(201)的第二端(B)关联到连接组件(201)的轴线(U3)；以及用于将操纵单元(101)绕其自身轴线(U2)的第二旋转运动传输至末端执行器(301)的装置(110，210，310，400，400’，110”，210”，310”，91，92)，以这种方式使末端执行器(301)绕其自身轴线(U2’)旋转。

Description

腹腔镜手术器械
技术领域
本发明涉及一种腹腔镜手术器械。更具体地，本发明涉及一种配备高度灵巧端部的手持式器械，使得就像在机器人系统中一样执行非常精确的手术介入，同时使所有手持式手术器械保持非常低的成本。本发明还涉及一种包含所述腹腔镜手术器械的套件，以及用于将所述器械通过切口插入患者腹腔的器械支架，如套管针。
背景技术
腹腔镜手术又称微创手术(MIS)，是一种在50年代后期发展起来的技术。得益于腹腔镜手术，外科技术医生仍可以操作病人的内部组织，且他们的手远离手术区域。外科器械通过小的皮肤切口和每件器械端部的工具被插入病人的体内。器械由外科医生控制，尤其是腹腔镜器械通过器械支架(又称套管针)进入患者的腹腔。套管针是一种手术器械，由闭孔器、套管(即中空管)和密封件组成。在腹腔镜手术中，套管针穿腹腔放置，并作为随后放置其他器械，如抓取器(grasper)、剪刀、吻合器等的入口。腹腔镜技术提供给患者的主要优点是由于较小的切口减少手术的侵袭性(即更少的疼痛、出血和感染的风险)且术后恢复时间更快，因此会降低社会保健系统的费用。
众所周知，手术器械必须满足一些要求，比如小尺寸、外科医生可运用的多自由度效率、器械的可靠性/鲁棒性、可控的成本。外科医生可以在器械的端部控制工具：(i)即通过机器人系统远程操作；(ii)通过手持式器械直接操作；腹腔镜器械能够根据给器械端部工具的运动性进行分类。在此背景下，必须记住，套管针(及因此置入其中的器械)有四个自由度：沿套管轴线平移的一个和旋转的三个。允许的三个旋转是围绕套管轴线和两个垂直于套管的轴线。因此，每个可以插入套管针的腹腔镜器械具有上述提到的四个自由度，它们在本领域内也被称为“无偿”自由度。
也就是说，手持式器械只有四个“无偿”自由度，通常有一个固定端部或末端执行器，最多，外科医生只能控制器械的打开/闭合。与之相反，机器人系统通常使用具有灵巧端部或末端执行器的手术器械，即外科医生也可以控制除“无偿”自由度外的运动。
手持式手术器械的主要优点是：比机器人系统采用的器械便宜，对于训练有素的外科医生，通常只需更少的手术时间。另一方面，机器人系统的优点是在执行手术任务的精度和可重复性、工具的稳定性、力工具-组织(force tool-tissue)控制和外科医生-手颤抖减少，而主要的缺点在于机器人系统的采购和维护成本高，较高的负担和为病人设置机器人的长期的术前时间。在这种背景下，有需要设计一种手持式手术器械，它能够很好的平衡高效率、低手术时间和成本等诸多要求。换句话说，需要将在外科医生运动执行中使高精度和控制可以与机器人系统用的器械相媲美的手持式器械。
此外，在现有技术中已知的机器人，除了包含在所涉及的高成本中的缺点外，相对于末端执行器允许的运动外还是有不小的限制。大部分的手术机器人工具提供了一个中心且直的主体，用于将通过机器人系统控制台赋予的运动传输至末端执行器。来自末端执行器的打开和关闭(例如当它是一个夹具时)运动的一部分和支撑器械的套管针的四个“无偿”运动，允许的运动通常只有绕正交于中心体的轴线的旋转运动。在最先进的机器人工具中，也有除其他末端执行器的开启和闭合动作，和器械整体具有的四个“无偿”自由度外，允许末端执行器的两个旋转自由度的一些。这些运动中的第一个是上述围绕第一轴线的旋转，而第二个是围绕与上述第一轴线正交且与中心主体正交的第二轴线的旋转。
然而，即使在这种先进的机器人工具中，末端执行器绕其自身轴线的运动也是不允许的，并且灵巧性受到第一轴线和第二轴线没有关联到(incident to)唯一点的事实的限制。第二轴线和第一轴线是斜直线，因此，不会发生围绕一个固定中心的两个预定旋转。此外，在本文中，当后者不与直的中心体对准时，末端执行器绕其自身轴线旋转是不可能的。
换句话说，据悉，没有一种已知的机器人器械，或者更通常的已知的灵巧端部器械，能够提供末端执行器的运动，其同化为对应于中心体和末端执行器交接点定位的球形关节所提供的运动。最后的条件是允许外科医生进行更大范围的可能的可执行操作和最佳控制器械。因此，最新的趋势是，需要提高机器人系统手术器械的灵巧性。
除了上面描述的目前技术水平限制，在大多数已知的器械(机器人和手持式)中，只有末端执行器的闭合可由外科医生控制，而末端执行器的打开是通过弹簧发生的，没有任何控制的可能性。在一些器械中，提供机构以保证控制末端执行器的打开操作，但这些机构如此复杂因此需要增加末端执行器的尺寸，或更准确地说要增加器械的末端执行器臂和中心主体之间连接部所需的空间。由于这些原因，在目前技术水平需要这样一种机构，它能够允许医生精密控制打开和闭合末端执行器这两种操作，同时其结构简单、尺寸适中、中心体与末端执行器臂之间的距离不会过长。
最后一个在腹腔镜器械的现有技术中尚未解决的重要问题，是如何应对在外科缝合手术时由穿过组织施加的力。事实上，在进行外科缝合时，外科医生必须执行上述绕第一轴线的动作，并且当组织被末端执行器所持的缝合针穿过时，在末端执行器上，进而在中心体上，同一组织会产生扭矩。当器械处于这种工作弯曲状态时，此扭矩会引起末端执行器甚至中心主体绕其自身轴线的无意旋转。因此，在现有器械中，需要找到一种办法，以补偿医生必须介入的组织所产生的无意的旋转。
发明内容
由此，本发明的第一个目的是提供一种器械，该器械结合了在手术介入操作时现有技术的手持式器械在较短手术时间和低成本方面的优点，以及机器人工具在精确性和控制方面的优点。
本发明的第二个目的是提供一种手持式器械，相较于机器人系统的器械所允许的范围而言，该器械扩大了外科医生可操作的动作执行范围。
特别地，本发明提供一种器械，该器械允许末端执行器的至少两种旋转运动，所述至少两种旋转运动围绕两个关联轴线。更特别的是，第一旋转运动围绕的轴线属于与中心体的轴线正交的平面并且在末端执行器与中心体连接的点处关联到中心体的轴线，第二旋转运动围绕末端执行器自身的轴线。因为中心体是棱柱或者圆柱状，中心体的轴线可以被命名为“纵轴线”。
为执行所述旋转动作，本发明的器械，包括：
-连接组件，其具有轴线(或纵轴线)、第一端和第二端；
-末端执行器，其自身的旋转轴线在所述第二端关联到所述纵轴线，所述末端执行器安装在所述连接组件的第二端上；
-操纵单元，其自身的旋转轴线在所述第一端关联到所述纵轴线，所述操纵单元安装在所述连接组件的第一端上；
-用于将操纵单元围绕第一轴线的第一旋转运动传输至末端执行器的装置，该第一轴线属于与所述纵轴线正交的平面并且在连接组件的第一端关联到所述纵轴线，以这种方式使所述末端执行器绕与所述纵轴线正交并在连接组件的第二端关联到所述纵轴线的轴线旋转；以及
-用于将操纵单元绕其自身轴线的第二旋转运动传输至末端执行器的装置，以这种方式使所述末端执行器绕其自身轴线旋转，所述末端执行器的轴线平行于所述操纵单元的轴线。
用于传输第二旋转运动的装置，基本上包括两个齿轮组件，每个齿轮组件由具有重合顶点的两个锥齿轮形成，通过容纳在连接组件的管状框架中的管连接。第一齿轮置于操作单元和框架中的管之间，配置用于将第一旋转运动从操作单元传输至轴；第二齿轮置于管子和末端执行器之间，配置用于将第一旋转运动从轴传输至末端执行器。
用于传输第二旋转运动的装置，基本上包括容纳在连接两个齿轮组件的管中的轴连接的两个万向节(Cardan joint)。第一万向节置于操纵单元和框架中的轴之间，以这种方式使其中心与第一齿轮组件的锥齿轮的顶点重合，配置用于将第二旋转运动从操纵单元传输至轴。第二万向节置于轴和末端执行器之间，以这种方式使其中心与第二齿轮组件的锥齿轮的顶点重合，配置用于将第二旋转运动从轴传输至末端执行器。
除了上面引用的两种旋转运动之外，本发明的器械可用于将另一种或第三种旋转运动从操纵单元传输至末端执行器，所述另一种或第三种旋转运动围绕的是与所述纵轴线和第一轴线正交并且不同于末端执行器自身旋转轴的轴线。
如果从操纵单元自身的轴线和末端执行器自身的轴线都与连接组件的纵轴线对准的位置开始，第种旋转运动可由本发明的器械执行，操纵单元绕自身轴线旋转90°，然后绕第二轴线旋转。得益于将第一旋转运动从操纵单元传输至末端执行器的相同装置，因此操纵单元绕第二轴线的旋转可以传输至末端执行器。
由于第二轴线在末端执行器连接到中心体的点处关联到第一轴线和末端执行器自身的轴线，因此第三种可执行的旋转运动可以同化为对应于中心体和末端执行器之间的交叉点定位的球关节的三种旋转。最后，通过提供独立于操纵单元的用于旋转末端执行器的装置，进一步提高了末端执行器的灵巧性。所述装置包括：
-鼓式制动器，包括与操纵单元的轴牢固连接的鼓式滑轮，所述操纵单元的轴与所述操纵单元牢固连接并通过第一万向节连接到置于框架中的轴；和
-操作环，其与鼓式滑轮牢固连接，以这种方式使操作环绕其自身轴线的旋转引起鼓式滑轮的旋转、因此引起操作单元的轴的旋转，从而导致置于框架中的轴绕其自身轴线的旋转。
本发明的第三个目的是提供一种手持式器械，其包括用于打开和关闭末端执行器的机构，该机构允许外科医生对两种操作的精细控制，同时可减小尺寸，使中心体和末端执行器臂之间的距离不太长。为实现该目的，本发明的器械包括：
-具有轴线的连接组件；
-末端执行器，其安装在所述连接组件的第一端，所述末端执行器包括：
·第一臂；
·第二臂；
·与第一臂牢固连接的滑轮；
·与第二臂牢固连接的第一齿轮；
·第二齿轮，其与第一齿轮形成齿轮组件，所述第二齿轮与滑轮同心并一体连接；以及
-操纵单元，其安装在所述连接组件的第二端，所述操纵单元包括：
·扳机；
·与扳机牢固连接的滑轮；以及
·惰轮。
为了允许两个臂的运动，确定末端执行器的开闭，所述器械包括用于将运动从操纵单元传输至末端执行器的装置，包括图中未示出的缆线，其将操纵单元的滑轮与末端执行器的滑轮连接，所述缆线在被缠绕在操纵单元的滑轮之前，通过惰轮被分成两部分。
最后，本发明的第四个目的是提供一种器械，该器械能够补偿外科医生必须介入的组织所产生的无意的旋转，特别是在外科缝合手术期间组织穿过所产生的扭矩。为实现该目的，本发明包括：安装在所述框架上的阻挡装置，所述装置包括：
-支撑结构，用于将所述装置对接至器械支架，以通过切口将所述腹腔镜手术器械至少部分地插入到患者腔内；
-两个截锥辊(就本说明书而言，术语“截锥辊”是指曲线发生器旋转实体)，框架置于两个截锥辊之间；以及
-杠杆，其被配置成允许两个截锥辊从不与框架接触的第一位置平移到与框架接触的第二位置，通过摩擦防止框架绕纵轴线旋转，框架沿纵轴线的平移保持为允许。
基于同一目的，它也构成本发明主题的套件，包括：
-包括阻挡元件的腹腔镜手术器械；
-器械，其设有用于将器械支架对接至阻挡装置的装置，器械支架的对接装置被配置为与阻挡装置的支撑结构的对接装置配合。
通过阅读本发明的一些优选实施例的以下详细描述，本发明的这些及进一步的目的将变得更清楚，这些实施例将被理解为要求保护的更一般概念的非限制性示例。
附图说明
说明书参考了以下附图：
-图1a是现有技术套管针自由度的示意图，现有技术中任何腹腔镜手术器械可插入到此套管针中；
-图2是本发明腹腔镜手术器械的示意图，其中显示了从操纵单元到末端执行器传输的旋转运动；
-图3是本发明器械的第五实施例的侧视图，其中显示了对准的第一轴、第二轴、第三轴以及闭合的夹具；
-图4是本发明器械的第五实施例的侧视图，其中显示了对准的第一轴、第二轴、第三轴以及打开的夹具；
-图5a是本发明器械的第五实施例的俯视图，其中显示了第一轴和第二轴分别绕第一轴线(U1)和轴线(U1’)旋转；
-图5b是本发明器械的第五实施例的侧视图，其中显示了第一轴和第二轴分别绕第一轴线(U1)和轴线(U1’)旋转；
-图6a是本发明器械的第五实施例细节的侧视图，所述细节与用于传输第一旋转运动的装置有关，对应于所述操纵单元；
-图6b是本发明器械的第五实施例细节的侧视图，所述细节与用于传输第一旋转运动的装置有关，对应于末端执行器；
-图7a是本发明器械的第五实施例的俯视图，其中第一轴和第二轴分别绕第二轴线(U2)和轴线(U2’)旋转；
-图7b是本发明器械的第五实施例的侧视图，其中第一轴和第二轴分别绕第二轴线(U2)和轴线(U2’)旋转；
-图8a是本发明器械的第五实施例细节的侧视图，所述细节与用于传输第二旋转运动的装置有关，对应于操纵单元；
-图8b是本发明器械的第五实施例细节的侧视图，所述细节与用于传输第二旋转运动的装置有关，对应于末端执行器；
-图9a是本发明器械的第五实施例细节的侧视图，所述细节与制动块有关；
-图9b是本发明器械的第五实施例细节的俯视图，所述细节与制动块有关；
-图10a是本发明器械的第五实施例的透视图，包括对准的第一轴、第二轴和第三轴；
-图10b是本发明器械的第五实施例的透视图，当第一轴围绕第二轴线(U2)相对于第三轴旋转小于90°的角度时，该第二轴线(U3)与连接组件的轴线(U3)重合；
-图10c是本发明器械的第五实施例的透视图，当第一轴围绕第二轴线(U2)相对于第三轴旋转90°的角度时，该第二轴线(U2)与连接组件的轴线(U3)重合；
-图11是本发明器械的第五实施例的透视图，当第一轴围绕第二轴线(U2)相对于第三轴旋转90°的角度时，并且围绕与轴线(U3)和第一轴线(U1)正交的第四轴线(U4)旋转时，第二轴线(U2)与连接组件的轴线(U3)重合；
-图12是本发明腹腔镜手术器械的第六和第十三实施例的示意图；
-图13是本发明腹腔镜手术器械的第六和第十三实施例细节的示意图，所述细节与用于传输第一旋转运动的装置中包含的柔性铰链的示例有关；
-图14是本发明腹腔镜手术器械的第六和第十三实施例的示意图；
-图15是本发明器械细节的纵剖面图，所述细节与操纵单元有关；
-图16a是本发明器械的第五实施例细节的第一透视图，所述细节与末端执行器有关；
-图16b是本发明器械的第五实施例的末端执行器细节的第二透视图，所述细节与末端执行器有关；
-图17是本发明器械细节的透视图，所述细节与本发明连接组件自发旋转轴线的阻挡元件相关；
-图18a是本发明套件细节的透视图，所述细节与本发明连接组件自发旋转轴线的块元件相关；
-图18b是本发明套件细节的透视图，所述细节与套管针有关；
-图19a是本发明器械细节的侧视图，所述细节与手柄的第一实施例有关；以及
-图19b是本发明器械细节的侧视图，所述细节与手柄的第二实施例有关。
优选方案的具体实施方式
参考图1，并且如上所述，现有技术的器械在使用时被插入到称为套管针(6)的器械支架中，其引导腹腔镜手术器械通过切口插入患者腔内。套管针(6)以及因此插入其中的任何器械都具有四个自由度。第一个是沿套管针(6)的直线套管(5)的轴线的平移自由度(3)。其他三个自由度是旋转度。它们尤其是：围绕平行于套管(5)的轴线的第一旋转度(4)；围绕垂直于套管(5)的第一轴线的第二旋转度(1)；以及围绕第二轴线的第三旋转度(2)，所述第二轴线垂直于第一轴线。
参考图2、图3、图4、图6a、图6b、图8a、图8b、图12和图14，本发明的器械包括：
-连接组件(201)，其具有轴线(U3)、第一端(A)和第二端(B)；
-末端执行器(301)，其自身的旋转轴线(U2’)在第二端(B)关联到连接组件(201)的轴线(U3)，所述末端执行器(301)安装在所述连接组件(201)的第二端(B)上；
-操纵单元(101)，其自身的旋转轴线(U2)在第一端(A)关联到连接组件(201)的轴线(U3)，所述操纵单元(101)安装在所述连接组件(201)的第一端(A)上；
-用于从所述操纵单元(101)至末端执行器(301)传输运动的装置(111，211，311，411，110，210，310，400，400’，310’，110’，210’，410，510，610，710，411，511，611，711，811，911，110”，210”，310”，91，92)；
所述传输运动的装置(111，211，311，411，110，210，310，400，400’，310’，110’，210’，410，510，610，710，411，511，611，711，811，911，110”，210”，310”，91，92)至少包括：
-用于将操纵单元(101)围绕第一轴线(U1)的第一旋转运动传输至末端执行器(301)的装置(111，211，311，411，310’，110’，210’，410，510，610，710，411，511，611，711，811，911，110”，210”，310”，91，92)，第一轴线(U1)属于与连接组件(201)的轴线(U3)正交的平面并且在连接组件(201)的第一端(A)关联到连接组件(201)的轴线(U3)，以这种方式，使得末端执行器(301)围绕轴线(U1’)旋转，轴线(U1’)与连接组件(201)的轴线(U3)正交，并在连接组件(201)的第二端(B)关联到连接组件(201)的轴线(U3)；以及
-用于将操纵单元(101)绕其自身轴线(U2)的第二旋转运动传输至末端执行器(301)的装置(110，210，310，400，400’，110”，210”，310”，91，92)，以这种方式，使得末端执行器(301)绕其自身轴线(U2’)旋转，末端执行器(301)的轴线(U2’)平行于操纵单元(101)的轴线(U2)。
因此，本发明的器械具有除了套管针的运动所保证的自由度之外的至少两个旋转自由度(θ1，θ2)，其中在手术介入期间，器械在使用时必须插入所述套管针。第一旋转自由度(θ1)与上述第一旋转运动相关联，而第二旋转自由度(θ2)与第二旋转运动相关联。假设器械通过患者表面(10)插入患者腔内，器械的工作区域分为两个主要体积：第一个(11)在患者腔外，第二个在患者腔内(11’)。操纵单元(101)的旋转(θ1、θ2)施加在第一体积(11)中，并通过与连接组件201重合或置于连接组件(201)中的装置传输至末端执行器，末端执行器旋转进入第二体积(11’)。连接组件(201)得以穿过患者表面(10)。
参考图1、图2、图10a、图10b、图10c和图11，除了上述两个旋转自由度(θ1、θ2)之外，本发明的器械还可用于将另外一种旋转(θ4)从操纵单元(101)传输至末端执行器(301)，所述另外的旋转(θ4)围绕第二轴线(U4)，所述第二轴线(U4)与连接组件(201)的轴线(U3)正交，并在连接组件(201)的第一端(A)关联到连接组件(201)的轴线(U3)。这种另外的旋转(θ4)传输至末端执行器(301)，以这样的方式，使得末端执行器(301)绕轴线(U4’)旋转，轴线(U4’)平行于第二轴线(U4)，并在连接组件(201)的第二端(B)关联到连接组件(201)的轴线(U3)。
这种另外的旋转(θ4)可以使用器械如下所示来执行以下内容。从操纵单元(101)自身轴线(U2)和末端执行器(301)自身轴线(U2’)均与连接组件(201)的轴线(U3)对准的位置开始，操纵单元(101)可绕其自身轴线(U2)旋转90°，然后绕第二轴线(U4)旋转，通过使用相同装置，允许操纵单元(101)绕第一轴线(U1)旋转。得益于将第一旋转运动从操纵单元(101)传输至末端执行器(301)的相同装置，操纵单元(101)围绕第二轴线(U4)的旋转可以传输至末端执行器(301)。
参考图2、图3、图4、图5a、图5b、图6a、图6b、图7a、图7b、图8a和图8b，本发明器械的第一实施例，连接组件(201)包括圆柱形框架(100)。用于传输(111，211，311，411)第一旋转运动的装置包括：
-第一锥齿轮(111)，其与操纵单元(101)牢固连接，其顶点位置与连接组件(201)的第一端(A)相对应；
-第二锥齿轮(211)，其与第一锥齿轮(111)形成第一齿轮组件，以这种方式使得第一锥齿轮(111)绕其自身轴线的旋转引起第二锥齿轮(211)绕其自身轴线的旋转；
-第三锥齿轮(311)，其与所述末端执行器(301)牢固连接，其顶点与连接组件(201)的第二端(B)相对应；
-第四锥齿轮(411)，其与第三锥齿轮(311)形成第二齿轮组件，使得第四锥齿轮(411)绕其自身轴线的旋转引起第三锥齿轮(311)绕其自身轴线的旋转；以及
-中空管(70)，其与连接组件(201)的轴线(U3)对准并被容纳在框架(100)中，所述管(70)与第二锥齿轮(211)和第四锥齿轮(411)配合，以这种方式使得第二锥齿轮(211)绕其自身轴线的旋转引起第四锥齿轮(411)绕其自身轴线的旋转。
用于传输第二旋转运动的装置(110，210，310，400，400’)包括：
-第一轴(110)，其与操纵单元(101)牢固连接；
-第二轴(210)，其与末端执行器(301)牢固连接；
-第三轴(310)，其与连接组件(201)的轴线(U3)对准，所述第三轴(310)被容纳在管(70)中；
-第一万向节(400)，其与连接组件(201)的第一端(A)相对应居中；以及
-第二万向节(400’)，其与连接组件(201)的第二端(B)相对应居中。
参考图9a和图9b，本发明的器械的第一实施例还包括安装在框架(100)上的制动块(60)，当第一轴(110)、第三轴(310)和第二轴(210)与沿着连接组件(201)的轴线(U3)对准时，所述制动块(60)被配置为避免框架(100)绕连接组件(201)的轴线(U3)无意地旋转。
参照图2、图3、图4、图5a、图5b、图6a、图6b、图7a、图7b、图8a、图8b、图15、图19a和图19b，本发明的第二实施例包括与第一实施例有关的上述所有特征，但是，第二实施例的操纵单元(101)另外包括：
-手柄(500，500’)；
-鼓式制动器，将手柄(500，500’)连接至第一轴(110，110’，110”)，所述鼓式制动器包括：
·吸合垫(41)；
·压缩垫(42)；
·弹簧(43)，其连接吸合垫和压缩垫(42)；以及
·鼓式滑轮(44)，其与第一轴(10，110’，110”)牢固连接；
-操纵环(501，501’)，其与鼓式滑轮(44)牢固连接，以这种方式使操纵环(501，501’)绕其自身轴线的旋转导致鼓式滑轮(44)乃至第一轴(110，110’，110”)绕其自身轴线的旋转。
参考图2、图3、图4、图15、图16a、图16b、图19a和图19b，本发明的第三实施例包括：
-具有轴线(U3)的连接组件(201)；
-末端执行器301，其安装在连接组件(201)第一端上，所述末端执行器(301)包括：
·第一臂(161)；
·第二臂(162)；
·滑轮(171)，其与第一臂(161)牢固连接；
·第一齿轮(152)，其与第二臂(162)牢固连接；
·第二齿轮(151)，其与第一齿轮(152)形成齿轮组件(151、152)，所述第二齿轮(151)与滑轮(171)同心并一体连接；
-操纵单元(101)，其安装在连接组件(201)的第二端上，
所述操纵单元(101)包括：
·扳机(502，502’)；
·滑轮(503)，其与扳机(502，502’)牢固连接；以及
·惰轮(504)；以及
-第一轴，其与操纵单元(101)牢固连接；以及
-第二轴，其与末端执行器(301)牢固连接。
为了允许两个臂(161、162)的运动(α)，确定末端执行器(301)的开闭，器械包括用于将运动从操纵单元(101)传输至末端执行器(301)的装置，包括图中未示出的缆线，所述缆线将操纵单元(101)的滑轮(503)与末端执行器(301)的滑轮(171)连接，所述缆线在被缠绕在操纵单元(101)的滑轮(503)之前，通过惰轮(504)被分成两部分。
特别地，所述缆线被插入连接组件(201)的护套中，所述护套具有牢固连接到第一轴的第一端和牢固连接到第二轴的第二端。
为本说明书目的，“护套”一词是指“缆线上的柔性保护性外护套”。也就是说，护套和缆线类似于自行车制动传输的护套和电线。
参考图2、图3、图4、图5a、图5b、图6a、图6b、图7a、图7b、图8a、图8b、图15、图16a和图16b，本发明的第四实施例包括：
-连接组件(201)，具有轴线(U3)、第一端(A)和第二端(B)；
-末端执行器(301)，其自身的旋转轴线(U2’)在第二端(B)关联到连接组件(201)的轴线(U3)，所述末端执行器(301)安装在连接组件(201)的第二端(B)上，并且包括：
·第一臂(161)；
·第二臂(162)；
·滑轮(171)，其与第一臂(161)牢固连接；
·第一齿轮(152)，其与第二臂(162)牢固连接；
·第二齿轮(151)，其与第一齿轮(152)形成齿轮组件(151、152)，所述第二齿轮(151)与滑轮(171)同心并一体连接；
-操纵单元(101)，其自身的旋转轴线(U2)在第一端(A)关联到连接组件(201)的轴线(U3)，所述操纵单元(101)安装在连接组件(201)的第一端(A)上，并且包括：
·扳机(502，502’)；
·滑轮(503)，其与扳机(502，502’)牢固连接；以及
·惰轮(504)；
-用于将操纵单元(101)围绕第一轴线(U1)的第一旋转运动传输至末端执行器(301)的装置(111，211，311，411，310'，110'，210'，410，510，610，710，411，511，611，711，811，911)，第一轴线属于与连接组件(201)轴线(U3)正交的平面，并且在连接组件(201)第一端(A)关联到连接组件(201)的轴线(U3)，以这种方式，使得末端执行器(301)绕轴线(U1’)旋转，轴线(U1’)与连接组件(201)轴线(U3)正交，并在连接组件(201)的第二端(B)关联到连接组件(201)轴线(U3)；
-用于传输操纵单元(101)绕其自身轴线(U2)的第二旋转运动至末端执行器(301)的装置(110，210，310，400，400’，110”，210”，310”，91，92)，以这种方式使得末端执行器(301)绕其自身轴线(U2’)旋转。
参照图2、图3、图4、图5a、图5b、图6a、图6b、图7a、图7b、图8a、图8b、图16a和图16b，连接组件(201)包括圆柱形框架(100)。用于传输第一旋转运动的装置(111、211、311，411)包括：
-第一锥齿轮(111)，其与操纵单元(101)牢固连接，其顶点位置与连接组件(201)的第一端(A)相对应；
-第二锥齿轮(211)，其与第一锥齿轮(111)形成第一齿轮组件，以这种方式使得第一锥齿轮(111)绕其自身轴线的旋转引起第二锥齿轮(211)绕其自身轴线的旋转；
-第三锥齿轮(311)，其与所述末端执行器(301)牢固连接，其顶点与连接组件(201)的第二端(B)相对应；
-第四锥齿轮(411)，其与第三锥齿轮(311)形成第二齿轮组件，以这种方式使得第四锥齿轮(411)绕其自身轴线的旋转引起第三锥齿轮(311)绕其自身轴线的旋转；以及
-中空管(70)，其与连接组件(201)的轴线(U3)对准并被容纳在框架(100)中，所述管(70)与第二锥齿轮(211)和第四锥齿轮(411)配合，以这种方式使得第二锥齿轮(211)绕其自身轴线的旋转导致第四锥齿轮(411)绕其自身轴线的旋转。
用于传输第二旋转运动的装置(110，210，310，400，400’)包括：
-第一轴(110)，其与操纵单元(101)牢固连接；
-第二轴(210)，其与末端执行器(301)牢固连接；
-第三轴(310)，其与连接组件(201)的轴线(U3)对准，所述第三轴(310)被容纳在管(70)中；
-第一万向节(400)，其与连接组件(201)的第一端(A)相对应居中；以及
-第二万向节(400’)，其与连接组件(201)的第二端(B)相对应居中。
为了允许两个臂(161、162)的运动(α)，确定末端执行器(301)的开闭，器械包括用于将运动从操纵单元(101)传输至末端执行器(301)的装置，包括图中未示出的缆线，其将操纵单元(101)的滑轮(503)与末端执行器(301)的滑轮(171)连接，所述缆线在被缠绕在操纵单元(101)的滑轮(503)之前，通过惰轮(504)被分成两部分。特别地，所述缆线被插入连接组件(201)的护套中，所述护套具有牢固连接到第一轴的第一端和牢固连接到第二轴的第二端。
参考图9a和图9b，本发明的器械的第四实施例，还包括安装在框架(100)上的制动块(60)，当第一轴(110)、第三轴(310)和第二轴(210)与沿着连接组件(201)的轴线(U3)对准时，所述制动块(60)被配置为避免框架(100)绕连接组件(201)的轴线(U3)无意地旋转。
参考图2、图3、图4、图5a、图5b、图6a、图6b、图7a、图7b、图8a、图8b、图15、图16a、图16b以及图19a和图19b，本发明的第五实施例包括与第四实施例有关的上述所有特征，但是，第五实施例的操纵单元(101)另外包括：
-手柄(500，500’)；
-鼓式制动器，其将手柄(500，500’)连接至第一轴(110，110’，110”)，所述鼓式制动器包括：
·吸合垫(41)；
·压缩垫(42)；
·弹簧(43)，其连接吸合垫和压缩垫(42)；以及
·鼓式滑轮(44)，其与第一轴(110，110’，110”)牢固连接；
-操纵环(501，501’)，其与鼓式滑轮(44)牢固连接，以这种方式使操纵环(501，501’)绕其自身轴线的旋转导致鼓式滑轮(44)乃至第一轴(110，110’，110”)绕其自身轴线的旋转。
参考本发明器械的第六实施例中的图2、图12、图13和图14，用于传输第一旋转运动的装置(310'，110'，210'，410，510，610，710，411，511，611，711，811，911)包括：
-第一轴(110’)，其与操纵单元(101)牢固连接；
-第二轴(210’)，其与末端执行器(301)牢固连接；
-第三轴(310’)，其与连接组件(201)的轴线(U3)对准，第三轴(310’)的第一端与连接组件(201)的第一端(A)重合，第三轴(310’)的第二端与连接组件(201)的第二端(B)重合；
-第四轴(410)，其通过第一柔性铰链(411)与第三轴(310’)连接，第一柔性铰链的旋转中心与第三轴(310’)的第一端(A)重合；
-第五轴(510)，其通过第二柔性铰链(511)与第三轴(310’)连接，第二柔性铰链的旋转中心与第三轴(310’)的第二端(B)重合；
-第六轴(610)，其通过第三柔性铰链(611)连接到第四轴(410)的第一部分(H1A)，并通过第四柔性铰链(711)连接到第五轴(510)的第一部分(H4B)；以及
-第七轴(710)，其通过第五柔性铰链(811)连接到第四轴(410)的第二部分(AH2)，并通过第六柔性铰链(911)连接到第五轴(510)的第二部分(BH3)。
第一柔性铰链(411)、第二柔性铰链(511)、第三柔性铰链(611)、第四柔性铰链(711)、第五柔性铰链(811)和第六柔性铰链(911)优选但不限于圆形柔性铰链。
然而，用于传输第二旋转运动的装置(110”，210”，310”，91，92)包括：
-第一轴(110”)，其与操纵单元(101)牢固连接；
-第二轴(210”)，其与末端执行器(301)牢固连接；
-第三轴(310”)，其与连接组件(201)的轴线(U3)对准；
-第一扭矩线圈(91)，其第一端(A’)连接到第一轴(110”)的第一端，其第二端(A”)连接到第三轴(310”)的第一端，连接组件(201)的第一端(A)被包括在第一扭矩线圈(91)的第一端(A’)和第二端(A”)之间；以及
-第二扭矩线圈(92)，其第一端(B’)连接到第三轴(310”)的第二端，其第二端(B”)连接到第二轴(210”)的第一端，连接组件(201)的第二端(B)被包括在第二扭矩线圈的第一端(B’)和第二端(B”)之间。
为了执行末端执行器的打开和关闭，第二扭矩线圈(92)通过装置(900)连接到末端执行器(301)，装置(900)用于转换第二扭矩线圈(92)沿其自身纵轴线的平移运动(S)，在末端执行器的两个臂的打开/关闭的运动(α)中，第二扭矩线圈(92)沿其自身纵轴线的平移运动(S)由通过第三轴(310”)传输第一扭矩线圈(91)沿其自身纵轴线的平移运动引起。第一扭矩线圈(91)和第二扭矩线圈(92)分别被插入第一护套(91’)和第二护套(92’)内。第一轴(110”)容纳在第一中空管(800)内，第二轴(210”)容纳在第二中空管(802)内，第三轴(310”)容纳在第三中空管(801)内。第一护套(91’)具有与第一中空管(800)牢固连接的第一端和与第三中空管(801)牢固连接的第二端。第二护套(92’)具有与第三中空管(801)牢固连接的第一端和与第二中空管(802)牢固连接的第二端。
参考图2、图17、图18a和图18b，本发明的第七实施例包括：
-连接组件(201)，其具有轴线(U3)、第一端(A)和第二端(B)；所述连接组件包括框架(100)；
-末端执行器(301)，其自身的旋转轴线(U2’)在第二端(B)关联到连接组件(201)的轴线(U3)，所述末端执行器(301)安装在所述连接组件(201)的第二端(B)上；
-操纵单元(101)，其自身的旋转轴线(U2)在第一端(A)关联到连接组件(201)的轴线(U3)，所述操纵单元(101)安装在所述连接组件(201)的第一端(A)上；
-用于传输操纵单元(101)绕其自身轴线(U2)的至少一个旋转运动到末端执行器(301)的装置，以这种方式使得末端执行器(301)绕其自身轴线(U2’)旋转，末端执行器(301)的轴线(U2’)平行于操纵单元(101)的轴线(U2)；
-安装在框架(100)上的阻挡装置(50)，其被配置成避免框架(100)绕连接组件(201)的轴线(U3)无意地旋转，所述装置(50)包括：
·支撑结构(30)，其具有将装置(50)对接至器械可与之配合的器械支架(80)的装置(31，32)，所述器械支架(80)被配置成通过切口将所述腹腔镜手术器械至少部分插入到患者腔内；
·两个截锥辊(81，82)，框架(100”)置于两个截锥辊(81，82)之间；以及
·杠杆(70)，其被配置成允许两个截锥辊(81，82)从不与框架(100)接触的第一位置平移到与框架(100)接触的第二位置，通过摩擦防止框架(100)绕连接组件(201)的轴线(U3)旋转，框架(100)沿连接组件(201)的轴线(U3)的平移保持为允许。
参考图2、图3、图4、图5a、图5b、图6a、图6b、图7a、图7b、图8a、图8b、图17、图18a和图18b，本发明器械的第八实施例包括：
-连接组件(201)，其具有轴线(U3)，所述连接组件包括框架(100)；
-末端执行器(301)，其自身的旋转轴线(U2’)在第二端(B)关联到连接组件(201)的轴线(U3)，所述末端执行器(301)安装在所述连接组件(201)的第二端(B)上；
-操纵单元(101)，其自身的旋转轴线(U2)在第一端(A)关联到连接组件(201)的轴线(U3)，所述操纵单元(101)安装在所述连接组件(201)的第一端(A)上；
-安装在框架(100)上的阻挡装置(50)，其被配置成避免框架(100)绕连接组件(201)的轴线(U3)无意地旋转，所述装置(50)包括：
·支撑结构(30)，其具有将装置(50)对接至器械可与之配合的器械支架(80)的装置(31，32)上，所述器械支架(80)被配置成通过切口将所述腹腔镜手术器械至少部分插入到患者腔内；
·两个截锥辊(81，82)，框架(100”)置于两个截锥辊(81，82)之间；以及
·杠杆(70)，其被配置成允许两个截锥辊(81，82)从不与框架(100)接触的第一位置平移到与框架(100)接触的第二位置，通过摩擦防止框架(100)绕连接组件(201)的轴线(U3)旋转，框架(100)沿连接组件(201)的轴线(U3)的平移保持为允许。
-用于将操纵单元(101)围绕第一轴线(U1)的第一旋转运动传输至末端执行器(301)的装置(111，211，311，411，310’，110’，210’，410，510，610，710，411，511，611，711，811，911)，第一轴线(U1)属于与连接组件(201)的轴线(U3)正交的平面并且在连接组件(201)的第一端(A)关联到连接组件(201)的轴线(U3)，以这种方式，使得末端执行器(301)围绕轴线(U1’)旋转，轴线(U1’)与连接组件(201)的轴线(U3)正交，并在连接组件(201)的第二端(B)关联到连接组件(201)的轴线(U3)；以及
-用于将操纵单元(101)绕其自身轴线(U2)的第二旋转运动传输至末端执行器(301)的装置(110，210，310，400，400’，110”，210”，310”，91，92)，以这种方式，使得末端执行器(301)绕其自身轴线(U2’)旋转，末端执行器(301)的轴线(U2’)平行于操纵单元(101)的轴线(U2)。
连接组件(201)包括圆柱形框架(100)。用于传输第一旋转运动的装置(111、211、311，411)包括：
-第一锥齿轮(111)，其与操纵单元(101)牢固连接，其顶点位置与连接组件(201)的第一端(A)相对应；
-第二锥齿轮(211)，其与第一锥齿轮(111)形成第一齿轮组件，以这种方式使得第一锥齿轮(111)绕其自身轴线的旋转引起第二锥齿轮(211)绕其自身轴线的旋转；
-第三锥齿轮(311)，其与所述末端执行器(301)牢固连接，其顶点与连接组件(201)的第二端(B)相对应；
-第四锥齿轮(411)，其与第三锥齿轮(311)形成第二齿轮组件，以这种方式使得第四锥齿轮(411)绕其自身轴线的旋转引起第三锥齿轮(311)绕其自身轴线的旋转；以及
-中空管(70)，其与连接组件(201)的轴线(U3)对准并被容纳在框架(100)中，所述管(70)与第二锥齿轮(211)和第四锥齿轮(411)配合，以这种方式使得第二锥齿轮(211)绕其自身轴线的旋转导致第四锥齿轮(411)绕其自身轴线的旋转。
用于传输第二旋转运动的装置(110，210，310，400，400’)包括：
-第一轴(110)，其与操纵单元(101)牢固连接；
-第二轴(210)，其与末端执行器(301)牢固连接；
-第三轴(310)，其与连接组件(201)的轴线(U3)对准，所述第三轴(310)被容纳在管(70)中；
-第一万向节(400)，其与连接组件(201)的第一端(A)相对应居中；以及
-第二万向节(400’)，其与连接组件(201)的第二端(B)相对应居中。
参考图9a和图9b，本发明的器械的第八实施例，还包括安装在框架(100)上的制动块(60)，当第一轴(110)、第三轴(310)和第二轴(210)与沿着连接组件(201)的轴线(U3)对准时，所述制动块(60)被配置为避免框架(100)绕连接组件(201)的轴线(U3)无意地旋转。
参考图2、图3、图4、图5a、图5b、图6a、图6b、图7a、图7b、图8a、图8b、图15、图17、图18a、图18b、图19a和图19b，本发明的第九实施例包括与第八实施例有关的上述所有特征，但是，第九实施例的操纵单元(101)另外包括：
-手柄(500，500’)；
-鼓式制动器，其将手柄(500，500’)连接至第一轴(110，110’，110”)，所述鼓式制动器包括：
·吸合垫(41)；
·压缩垫(42)；
·弹簧(43)，其连接吸合垫和压缩垫(42)；以及
·鼓式滑轮(44)，其与第一轴(110，110’，110”)牢固连接；
-操纵环(501，501’)，其与鼓式滑轮(44)牢固连接，以这种方式使操纵环(501，501’)绕其自身轴线的旋转导致鼓式滑轮(44)乃至第一轴(110，110’，110”)绕其自身轴线的旋转。
参考图2、图3、图4、图15、图16a、图16b、图17、图18a和图18b，本发明的第十实施例包括：
-连接组件(201)，其具有连接组件(201)的轴线(U3)，并且包括框架(100)；
-末端执行器(301)，其自身的旋转轴线(U2’)在第二端(B)关联到连接组件(201)的轴线(U3)，所述末端执行器(301)安装在连接组件(201)的第二端(B)上，并且包括：
·第一臂(161)；
·第二臂(162)；
·滑轮(171)，其与第一臂(161)牢固连接；
·第一齿轮(152)，其与第二臂(162)牢固连接；
·第二齿轮(151)，其与第一齿轮(152)形成齿轮组件(151、152)，所述第二齿轮(151)与滑轮(171)同心并一体连接；以及
-操纵单元(101)，其自身的旋转轴线(U2)在第一端(A)关联到连接组件(201)的轴线(U3)，所述操纵单元(101)安装在连接组件(201)的第一端(A)上，并且包括：
·扳机(502，502’)；
·滑轮(503)，其与扳机(502，502’)牢固连接；以及
·惰轮(504)；
-第一轴，其与操纵单元(101)牢固连接；
-第二轴，其与末端执行器(301)牢固连接。
-用于传输操纵单元(101)绕其自身轴线(U2)的至少一个旋转运动到末端执行器(301)的装置，以这种方式使得末端执行器(301)绕其自身轴线(U2’)旋转，末端执行器(301)的轴线(U2’)平行于操纵单元(101)的轴线(U2)；
-安装在框架(100)上的阻挡装置(50)，其被配置成避免框架(100)绕连接组件(201)的轴线(U3)无意地旋转，所述装置(50)包括：
·支撑结构(30)，其具有将装置(50)对接至器械支架(80)的装置(31，32)；
·两个截锥辊(81，82)，框架(100”)置于两个截锥辊(81，82)之间；以及
·杠杆(70)，其被配置成允许两个截锥辊(81，82)从不与框架(100)接触的第一位置平移到与框架(100)接触的第二位置，通过摩擦防止框架(100)绕连接组件(201)的轴线(U3)旋转，框架(100)沿连接组件(201)的轴线(U3)的平移保持为允许。
为了允许两个臂(161、162)的运动(α)，确定末端执行器(301)的开闭，器械包括用于将运动从操纵单元(101)传输至末端执行器(301)的装置，包括图中未示出的缆线，其将操纵单元(101)的滑轮(503)与末端执行器(301)的滑轮(171)连接。特别地，所述缆线被插入连接组件(201)的护套中，所述护套具有牢固连接到第一轴的第一端和牢固连接到第二轴的第二端。所述缆线包括两个分支，它们缠绕在操纵单元(101)的滑轮(503)和末端执行器(301)的滑轮(171)周围，在要被缠绕在操纵单元(101)的滑轮(503)之前，所述两个分支通过惰轮(504)分开。然而，所述两个分支在要被缠绕在末端执行器的滑轮(171)之前，，因为它们自身在护套的壁上滑动而被分开。
参照图2、图3、图4、图5a、图5b、图6a、图6b、图7a、图7b、图8a、图8b、图15、图16a、图16b、图17、图18a和图18b，本发明的第十一实施例包括：
-连接组件(201)，其具有轴线(U3)、第一端(A)和第二端(B)；
-末端执行器(301)，其自身的旋转轴线(U2’)在第二端(B)关联到连接组件(201)的轴线(U3)，所述末端执行器(301)安装在连接组件(201)的第二端(B)上，并且包括：
·第一臂(161)；
·第二臂(162)；
·滑轮(171)，其与第一臂(161)牢固连接；
·第一齿轮(152)，其与第二臂(162)牢固连接；
·第二齿轮(151)，其与第一齿轮(152)形成齿轮组件(151、152)，所述第二齿轮(151)与滑轮(171)同心并一体连接；
-操纵单元(101)，其自身的旋转轴线(U2)在第一端(A)关联到连接组件(201)的轴线(U3)，所述操纵单元(101)安装在连接组件(201)的第一端(A)上，并且包括：
·扳机(502，502’)；
·滑轮(503)，其与扳机(502，502’)牢固连接；以及
·惰轮(504)；
-用于将操纵单元(101)围绕第一轴线(U1)的第一旋转运动传输至末端执行器(301)的装置(111，211，311，411，310’，110’，210’，410，510，610，710，411，511，611，711，811，911)，第一轴线(U1)属于与连接组件(201)的轴线(U3)正交的平面并且在连接组件(201)的第一端(A)关联到连接组件(201)的轴线(U3)，以这种方式，使得末端执行器(301)围绕轴线(U1’)旋转，轴线(U1’)与连接组件(201)的轴线(U3)正交，并在连接组件(201)的第二端(B)关联到连接组件(201)的轴线(U3)；
-用于将操纵单元(101)绕其自身轴线(U2)的第二旋转运动传输至末端执行器(301)的装置(110，210，310，400，400’，110”，210”，310”，91，92)，以这种方式，使得末端执行器(301)绕其自身轴线(U2’)旋转；以及
-安装在框架(100)上的阻挡装置(50)，其被配置为避免框架(100)绕连接组件(201)的轴线(U3)无意地旋转，所述装置(50)包括：
·支撑结构(30)，其具有将装置(50)对接至器械支架(80)的装置(31，32)；
·两个截锥辊(81，82)，框架(100”)置于两个截锥辊(81，82)之间；以及
·杠杆(70)，其被配置为允许两个截锥辊(81，82)从不与框架(100)接触的第一位置平移到与框架(100)接触的第二位置，通过摩擦防止框架(100)绕连接组件(201)的轴线(U3)旋转，框架(100)沿连接组件(201)的轴线(U3)的平移保持为允许。
参考图2、图3、图4、图5a、图5b、图6a、图6b、图7a、图7b、图8a、图8b、图16a和图16b，连接组件(201)包括圆柱形框架(100)。用于传输第一旋转运动的装置(111，211，311，411)包括：
-第一锥齿轮(111)，其与操纵单元(101)牢固连接，其顶点位置与连接组件(201)的第一端(A)相对应；
-第二锥齿轮(211)，其与第一锥齿轮(111)形成第一齿轮组件，以这种方式使得第一锥齿轮(111)绕其自身轴线的旋转引起第二锥齿轮(211)绕其自身轴线的旋转；
-第三锥齿轮(311)，其与所述末端执行器(301)牢固连接，其顶点与连接组件(201)的第二端(B)相对应；
-第四锥齿轮(411)，其与第三锥齿轮(311)形成第二齿轮组件，以这种方式使得第四锥齿轮(411)绕其自身轴线的旋转引起第三锥齿轮(311)绕其自身轴线的旋转；以及
-中空管(70)，其与连接组件(201)的轴线(U3)对准并被容纳在框架(100)中，所述管(70)与第二锥齿轮(211)和第四锥齿轮(411)配合，以这种方式使得第二锥齿轮(211)绕其自身轴线的旋转导致第四锥齿轮(411)绕其自身轴线的旋转。
用于传输第二旋转运动的装置(110，210，310，400，400’)包括：
-第一轴(110)，其与操纵单元(101)牢固连接；
-第二轴(210)，其与末端执行器(301)牢固连接；
-第三轴(310)，其与连接组件(201)的轴线(U3)对准，所述第三轴(310)被容纳在管(70)中；
-第一万向节(400)，其与连接组件(201)的第一端(A)相对应居中；以及
-第二万向节(400’)，其与连接组件(201)的第二端(B)相对应居中。
为了允许两个臂(161、162)的运动(α)，确定末端执行器(301)的开闭，器械包括将运动从操纵单元(101)传输至末端执行器(301)的装置，包括图中未示出的缆线，其将操纵单元(101)的滑轮(503)与末端执行器(301)的滑轮(171)连接。特别地，所述缆线被插入连接组件(201)的护套中，所述护套具有牢固连接到第一轴的第一端和牢固连接到第二轴的第二端。所述缆线包括两个分支，它们缠绕在操纵单元(101)的滑轮(503)和末端执行器(301)的滑轮(171)周围，在被缠绕在操纵单元(101)的滑轮(503)之前，所述两个分支通过惰轮(504)分开。然而，在被缠绕在末端执行器的滑轮(171)之前，所述两个分支因为它们自身在护套的壁上滑动而分开。
参考图9a和图9b，本发明的器械的第十一实施例还包括安装在框架(100)上的制动块(60)，当第一轴(110)、第三轴(310)和第二轴(210)与沿着连接组件(201)的轴线(U3)对准时，所述制动块(60)被配置为避免框架(100)绕连接组件(201)的轴线(U3)无意地旋转。
参考图2、图3、图4、图5a、图5b、图6a、图6b、图7a、图7b、图8a、图8b、图15、图16a、图16b以及图19a和图19b，本发明的第十二实施例包括与第十一实施例有关的上述所有特征，但是，第十二实施例的操纵单元(101)另外包括：
-手柄(500，500’)；
-鼓式制动器，其将手柄(500，500’)连接至第一轴(110，110’，110”)，所述鼓式制动器包括：
·吸合垫(41)；
·压缩垫(42)；
·弹簧(43)，其连接吸合垫和压缩垫(42)；以及
·鼓式滑轮(44)，其与第一轴(110，110’，110”)牢固连接；
-操纵环(501，501’)，其与鼓式滑轮(44)牢固连接，以这种方式使操纵环(501，501’)绕其自身轴线的旋转导致鼓式滑轮(44)乃至第一轴(110，110’，110”)绕其自身轴线的旋转。
参考图2、图12、图13、和图14、图17、图18a和图18b，本发明的第十三实施例中的器械包括：
-连接组件(201)，其具有轴线(U3)，所述连接组件(201)包括框架(100)；
-末端执行器(301)，其自身的旋转轴线(U2’)在第二端(B)关联到连接组件(201)的轴线(U3)，所述末端执行器(301)安装在连接组件(201)的第二端(B)上；
-操纵单元(101)，其自身的旋转轴线(U2)在第一端(A)关联到连接组件(201)的轴线(U3)，所述操纵单元(101)安装在连接组件(201)的第一端(A)上；
-安装在框架(100)上的阻挡装置(50)，其被配置成避免框架(100)绕连接组件(201)的轴线(U3)无意地旋转，所述装置(50)包括：
·支撑结构(30)，其具有将装置(50)对接至器械可与之配合的器械支架(80)的装置(31，32)，所述器械支架(80)被配置成通过切口将所述腹腔镜手术器械至少部分插入到患者腔内；
·两个截锥辊(81，82)，框架(100”)置于两个截锥辊(81，82)之间；以及
·杠杆(70)，其被配置成允许两个截锥辊(81，82)从不与框架(100)接触的第一位置平移到与框架(100)接触的第二位置，通过摩擦防止框架(100)绕连接组件(201)的轴线(U3)旋转，框架(100)沿连接组件(201)的轴线(U3)的平移保持为允许。
-用于将操纵单元(101)围绕第一轴线(U1)的第一旋转运动传输至末端执行器(301)的装置(111，211，311，411，310’，110’，210’，410，510，610，710，411，511，611，711，811，911)，第一轴线(U1)属于与连接组件(201)的轴线(U3)正交的平面并且在连接组件(201)的第一端(A)关联到连接组件(201)的轴线(U3)，以这种方式，使得末端执行器(301)围绕轴线(U1’)旋转，轴线(U1’)与连接组件(201)的轴线(U3)正交，并在连接组件(201)的第二端(B)关联到连接组件(201)的轴线(U3)；以及
-用于将操纵单元(101)绕其自身轴线(U2)的第二旋转运动传输至末端执行器(301)的装置(110，210，310，400，400’，110”，210”，310”，91，92)，以这种方式，使得末端执行器(301)绕其自身轴线(U2’)旋转，末端执行器(301)的轴线(U2’)平行于操纵单元(101)的轴线(U2)。
用于传输第一旋转运动的装置(310'，110'，210'，410，510，610，710，411，511，611，711，811，911)包括：
-第一轴(110’)，其与操纵单元(101)牢固连接；
-第二轴(210’)，其与末端执行器(301)牢固连接；
-第三轴(310’)，其与连接组件(201)的轴线(U3)对准，第三轴310’)的第一端与连接组件(201)的第一端(A)重合，第三轴(310’)的第二端与连接组件(201)的第二端(B)重合；
-第四轴(410)，其与第一轴(110’)一体连接，所述第四轴(410)通过第一柔性铰链(411)与第三轴(310’)连接，第一柔性铰链的旋转中心与第三轴(310’)的第一端(A)重合；
-第五轴(510)，其与第二轴(210’)一体连接，所述第五轴(510)通过第二柔性铰链(511)与第三轴(310’)连接，第二柔性铰链的旋转中心与第三轴(310’)的第二端(B)重合；
-第六轴(610)，其通过第三柔性铰链(611)连接到第四轴(410)的第一部分(H1A)，并通过第四柔性铰链(711)连接到第五轴(510)的第一部分(H4B)；以及
-第七轴(710)，其通过第五柔性铰链(811)连接到第四轴(410)的第二部分(AH2)，并通过第六柔性铰链(911)连接到第五轴(510)的第二部分(BH3)。
第一柔性铰链(411)、第二柔性铰链(511)、第三柔性铰链(611)、第四柔性铰链(711)、第五柔性铰链(811)和第六柔性铰链(911)优选但不限于圆形柔性铰链。
然而，用于传输第二旋转运动的装置(110”，210”，310”，91，92)包括：
-第一轴(110”)，其与操纵单元(101)牢固连接；
-第二轴(210”)，其与末端执行器(301)牢固连接；
-第三轴(310”)，其与连接组件(201)的轴线(U3)对准；
-第一扭矩线圈(91)，其第一端(A’)连接到第一轴(110”)的第一端，其第二端(A”)连接到第三轴(310”)的第一端，连接组件(201)的第一端(A)被包括在第一扭矩线圈(91)的第一端(A’)和第二端(A”)之间；以及
-第二扭矩线圈(92)，其第一端(B’)连接到第三轴(310”)的第二端，其第二端(B”)连接到第二轴(210”)的第一端，连接组件(201)的第二端(B)被包括在第二扭矩线圈的第一端(B’)和第二端(B”)之间。
为了执行末端执行器的打开和关闭，器械包括第二扭矩线圈(92)，其通过装置(900)连接到末端执行器(301)，所述装置(900)用于转换第二扭矩线圈(92)沿其自身纵轴线的平移运动(S)，在末端执行器的两个臂的打开/关闭的运动(α)中，第二扭矩线圈(92)沿其自身纵轴线的平移运动(S)由通过第三轴(310”)传输第一扭矩线圈(91)沿其自身纵轴线的平移运动引起。第一扭矩线圈(91)和第二扭矩线圈(92)分别被插入第一护套(91’)和第二护套(92’)内。第一轴(110”)容纳在第一中空管(800)内，第二轴(210”)容纳在第二中空管(802)内，第三轴(310”)容纳在第三中空管(801)内。第一护套(91’)具有与第一中空管(800)牢固连接的第一端和与第三中空管(801)牢固连接的第二端。第二护套(92’)具有与第三中空管(801)牢固连接的第一端和与第二中空管(802)牢固连接的第二端。
在上述器械的所有实施例中，末端执行器(301)可以是夹具(301'，301')或剪刀或抓取器。
参照图19a和图19b，可以根据两个不同的实施例来设计操纵单元(101)。第一个手柄(500)如图19a所示，第二个手柄(500’)如图19b所示。手柄(500’)的第二个实施例与第一个手柄(500)不同，具有人体工程学形状，其允许外科医生用操纵手柄(500)的同一只手的拇指来移动环(501’)。
最后，这里说明书指出它也是本发明的主题，也是一种用于腹腔镜介入的套件，包括：
-根据上述第七至第十三实施例中任一实施例的腹腔镜手术器械；
器械支架(80)，用于通过切口将所述腹腔镜手术器械至少部分插入患者腔内，所述器械支架(80)具有将器械支架(80)对接至阻挡装置(50)的装置(80’，80”)，器械支架(80)的对接装置(80’，80”)被配置为配合阻挡装置(50)的支撑结构(30)的对接装置(31、32)。

Claims (15)

1.一种腹腔镜手术器械，包括：
-连接组件(201)，其具有轴线(U3)、第一端(A)和第二端(B)；
-末端执行器(301)，其自身的旋转轴线(U2’)在所述第二端(B)关联到所述连接组件(201)的所述轴线(U3)，所述末端执行器(301)安装在所述连接组件(201)的所述第二端(B)上；
-操纵单元(101)，其自身的旋转轴线(U2)在所述第一端(A)关联到所述连接组件(201)的所述轴线(U3)，所述操纵单元(101)安装在所述连接组件(201)的所述第一端(A)上；
-用于从所述操纵单元(101)至所述末端执行器(301)传输运动的装置(111，211，311，411，110，210，310，400，400’，310’，110’，210’，410，510，610，710，411，511，611，711，811，911，110”，210”，310”，91，92)；
其特征在于，所述传输运动的装置(111，211，311，411，110，210，310，400，400’，310’，110’，210’，410，510，610，710，411，511，611，711，811，911，110”，210”，310”，91，92)至少包括：
-用于将所述操纵单元(101)围绕第一轴线(U1)的第一旋转运动传输至所述末端执行器的装置(111，211，311，411，310’，110’，210’，410，510，610，710，411，511，611，711，811，911)，所述第一轴线(U1)属于与连接组件(201)的轴线(U3)正交的平面，并且在所述连接组件(201)的所述第一端(A)关联到所述连接组件(201)的所述轴线(U3)，以这种方式，使得所述末端执行器(301)围绕轴线(U1’)旋转，所述轴线(U1’)与所述连接组件(201)的所述轴线(U3)正交，并在所述连接组件(201)的所述第二端(B)关联到所述连接组件(201)的所述轴线(U3)；以及
-用于将所述操纵单元(101)绕其自身轴线(U2)的第二旋转运动传输至所述末端执行器的装置(110，210，310，400，400’，110”，210”，310”，91，92)，以这种方式，使得所述末端执行器(301)绕其自身轴线(U2’)旋转，所述末端执行器(301)的所述轴线(U2’)平行于所述操纵单元(101)的所述轴线(U2)。
2.根据前述权利要求所述的腹腔镜手术器械，其中用于传输所述第一旋转运动的装置(111，211，311，411)包括：
-第一锥齿轮(111)，其与所述操纵单元(101)牢固连接，其顶点位置与连接组件(201)的第一端(A)相对应；
-第二锥齿轮(211)，其与所述第一锥齿轮(111)形成第一齿轮组件，以这种方式使得所述第一锥齿轮(111)绕其自身轴线的旋转引起所述第二锥齿轮(211)绕其自身轴线的旋转；
-第三锥齿轮(311)，其与所述末端执行器(301)牢固连接，其顶点与连接组件(201)的第二端(B)相对应；
-第四锥齿轮(411)，其与所述第三锥齿轮(311)形成第二齿轮组件，以这种方式使得所述第四锥齿轮(411)绕其自身轴线的旋转引起所述第三锥齿轮(311)绕其自身轴线的旋转；以及
-管(70)，其与所述连接组件(201)的所述轴线(U3)对准，所述管(70)与所述第二锥齿轮(211)和所述第四锥齿轮(411)配合，以这种方式使得所述第二锥齿轮(211)绕其自身轴线的旋转导致所述第四锥齿轮(411)绕其自身轴线的旋转。
3.根据权利要求1所述的腹腔镜手术器械，其中用于传输所述第二旋转运动的装置(110，210，310，400，400’)包括：
-第一轴(110)，其与所述操纵单元(101)牢固连接；
-第二轴(210)，其与所述末端执行器(301)牢固连接；
-第三轴(310)，其与所述连接组件(201)的所述轴线(U3)对准；
-第一万向节(400)，其与所述连接组件(201)的所述第一端(A)相对应居中；以及
-第二万向节(400’)，其与所述连接组件(201)的所述第二端(B)相对应居中。
4.根据权利要求2或3所述的腹腔镜手术器械，其中所述连接组件(201)包括容纳所述管(70)的框架(100)，所述管(70)是容纳所述第三轴(310)的中空管。
5.根据权利要求4所述的腹腔镜手术器械，其包括安装在所述框架(100)上的制动块(60)，当所述第一轴(110)、所述第三轴(310)和所述第二轴(210)沿着所述连接组件(201)的所述轴线(U3)对准时，所述制动块(60)被配置为避免所述框架(100)绕所述连接组件(201)的所述轴线(U3)无意地旋转。
6.根据权利要求1所述的腹腔镜手术器械，其中用于传输所述第一旋转运动的装置(310'，110'，210'，410，510，610，710，411，511，611，711，811，911)包括：
-第一轴(110’)，其与所述操纵单元(101)牢固连接；
-第二轴(210’)，其与所述末端执行器(301)牢固连接；
-第三轴(310’)，其与所述连接组件(201)的所述轴线(U3)对准，所述第三轴(310’)的第一端与所述连接组件(201)的所述第一端(A)重合，所述第三轴(310’)的第二端与所述连接组件(201)的所述第二端(B)重合；
-第四轴(410)，其与所述第一轴(110’)一体连接，所述第四轴(410)通过第一柔性铰链(411)与所述第三轴(310’)连接，所述第一柔性铰链的旋转中心与所述第三轴(310’)的所述第一端(A)重合；
-第五轴(510)，其与所述第二轴(210’)一体连接，所述第五轴(510)通过第二柔性铰链(511)与所述第三轴(310’)连接，所述第二柔性铰链的旋转中心与所述第三轴(310’)的所述第二端(B)重合；
-第六轴(610)，其通过第三柔性铰链(611)连接到所述第四轴(410)的第一部分(H1A)，并通过第四柔性铰链(711)连接到所述第五轴(510)的第一部分(H4B)；以及
-第七轴(710)，其通过第五柔性铰链(811)连接到所述第四轴(410)的第二部分(AH2)，并通过第六柔性铰链(911)连接到所述第五轴(510)的第二部分(BH3)。
7.根据权利要求6所述的腹腔镜手术器械，其中所述第一柔性铰链(411)、所述第二柔性铰链(511)、所述第三柔性铰链(611)、所述第四柔性铰链(711)、所述第五柔性铰链(811)和所述第六柔性铰链(911)为圆形柔性铰链。
8.根据权利要求1所述的腹腔镜手术器械，其中用于传输第二旋转运动的装置(110”，210”，310”，91，92)包括：
-第一轴(110”)，其与所述操纵单元(101)牢固连接；
-第二轴(210”)，其与所述末端执行器(301)牢固连接；
-第三轴(310”)，其与所述连接组件(201)的所述轴线(U3)对准；
-第一扭矩线圈(91)，其第一端(A’)连接到所述第一轴(110”)的第一端，其第二端(A”)连接到所述第三轴(310”)的第一端，所述连接组件(201)的所述第一端(A)被包括在所述第一扭矩线圈(91)的所述第一端(A’)和所述第二端(A”)之间；以及
-第二扭矩线圈(92)，其第一端(B’)连接到所述第三轴(310”)的第二端，其第二端(B”)连接到所述第二轴(210”)的第一端，所述连接组件(201)的所述第二端(B)被包括在所述第二扭矩线圈(92)的所述第一端(B’)和所述第二端(B”)之间。
9.根据权利要求8所述的腹腔镜手术器械，其中所述第二扭矩线圈(92)通过装置(900)连接到所述末端执行器(301)，所述装置(900)用于转换所述第二扭矩线圈(92)沿其自身纵轴线的平移运动(S)，在所述末端执行器的两个臂打开/关闭的运动(α)中，通过所述第三轴(310”)传输所述第一扭矩线圈(91)沿其自身纵轴线的平移运动引起所述第二扭矩线圈(92)沿其自身纵轴线的平移运动(S)。
10.根据权利要求3-9中任一项所述的腹腔镜手术器械，其中所述操纵单元(101)包括：
-手柄(500，500’)；
-鼓式制动器，将所述手柄(500，500’)连接至所述第一轴(110，110’，110”)，所述鼓式制动器包括：
·吸合垫(41)；
·压缩垫(42)；
·弹簧(43)，其连接所述吸合垫和所述压缩垫(42)；以及
·鼓式滑轮(44)，其与所述第一轴(110，110’，110”)牢固连接；
-操纵环(501，501’)，其与所述鼓式滑轮(44)牢固连接，以这种方式使得所述操纵环(501，501’)绕其自身轴线的旋转导致所述鼓式滑轮(44)以及所述第一轴(110，110’，110”)绕其自身轴线的旋转。
11.一种腹腔镜手术器械，其包括：
-连接组件(201)，其具有轴线(U3)；
-末端执行器(301)，其安装在所述连接组件(201)的第一端上，所述末端执行器(301)包括第一臂(161)和第二臂(162)；
-操纵单元(101)，其安装在所述连接组件(201)的第二端上，所述操纵单元(101)包括扳机(502，502’)；
·滑轮(503)，其与扳机(502，502’)牢固连接；以及
·惰轮(504)；
-从所述操纵单元(101)至所述末端执行器(301)传输运动的装置；
-第一轴，其与所述操纵单元(101)牢固连接；以及
-第二轴，其与所述末端执行器(301)牢固连接；
其特征在于，
-所述末端执行器(301)包括：
·第一臂(161)；
·第二臂(162)；
·滑轮(171)，其与所述第一臂(161)牢固连接；
·第一齿轮(152)，其与所述第二臂(162)牢固连接；以及
·第二齿轮(151)，其与所述第一齿轮(152)形成齿轮组件(151、152)，所述第二齿轮(151)与所述滑轮(171)同心并一体连接；以及
-所述传输运动的装置包括将所述操纵单元(101)的所述滑轮(503)与所述末端执行器(301)的所述滑轮(171)连接的缆线，所述缆线包括两个分支，这两个分支缠绕所述操纵单元(101)的所述滑轮(503)和所述末端执行器(301)的所述滑轮(171)，在要被缠绕在所述操纵单元(101)的所述滑轮(503)之前，所述两个分支通过所述惰轮(504)分开。
12.根据权利要求11所述的腹腔镜手术器械，其中所述连接组件(201)包括护套，所述护套具有牢固连接到所述第一轴的第一端和牢固连接到所述第二轴的第二端，所述缆线的所述两个分支在要被缠绕在所述末端执行器的所述滑轮(171)之前，由于所述分支自身在所述护套上滑动而被分开。
13.根据前述权利要求中任一项所述的腹腔镜手术器械，其中所述末端执行器(301)是夹具(301'，301')、或剪刀、或抓取器。
14.一种腹腔镜手术器械，其适于与器械支架(80)配合，以通过切口将所述腹腔镜手术器械至少部分插入患者腔内，所述腹腔镜手术器械包括：
-连接组件(201)，其具有轴线(U3)、第一端(A)和第二端(B)；所述连接组件包括框架(100)；
-末端执行器(301)，其自身的旋转轴线(U2’)在所述第二端(B)关联到所述连接组件(201)的所述轴线(U3)，所述末端执行器(301)安装在所述连接组件(201)的所述第二端(B)上；
-操纵单元(101)，其自身的旋转轴线(U2)在所述第一端(A)关联到所述连接组件(201)的所述轴线(U3)，所述操纵单元(101)安装在所述连接组件(201)的所述第一端(A)上；
-用于传输所述操纵单元(101)绕其自身轴线(U2)的至少一个旋转运动至所述末端执行器(301)的装置，以这种方式使得所述末端执行器(301)绕其自身轴线(U2’)旋转，所述末端执行器(301)的所述轴线(U2’)平行于所述操纵单元(101)的所述轴线(U2)；
其特征在于，所述腹腔镜手术器械包括安装在所述框架(100)上的阻挡装置(50)，所述阻挡装置(50)被配置为避免所述框架(100)绕所述连接组件(201)的所述轴线(U3)无意地旋转，所述阻挡装置(50)包括：
-支撑结构(30)，其具有将所述阻挡装置(50)对接至所述器械支架(80)的装置(31，32)；
-两个截锥辊(81，82)，所述框架(100”)置于所述两个截锥辊(81，82)之间；以及
-杠杆(70)，其被配置成允许所述两个截锥辊(81，82)从不与所述框架(100)接触的第一位置平移到与所述框架(100)接触的第二位置，通过摩擦防止所述框架(100)绕所述连接组件(201)的所述轴线(U3)旋转，所述框架(100)沿所述连接组件(201)的所述轴线(U3)的平移保持为允许。
15.一种用于腹腔镜介入的套件，其包括：
-根据权利要求14所述的腹腔镜手术器械；
-器械支架(80)，用于通过切口将所述腹腔镜手术器械至少部分插入患者腔内，所述器械支架(80)具有将该器械支架(80)对接至阻挡装置(50)的装置(80’，80”)，所述器械支架(80)的对接装置(80’，80”)被配置为配合所述阻挡装置(50)的支撑结构(30)的对接装置(31、32)。
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