CN117098508A - 用于模块化能量系统的底板连接器附接机构 - Google Patents
用于模块化能量系统的底板连接器附接机构 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种模块化能量系统,该模块化能量系统包括第一模块,该第一模块包括第一面板和附接到该第一面板的第一连接器。该第一连接器的一部分延伸经过该第一面板的第一边缘。该模块化能量系统还包括第二模块,该第二模块包括第二面板和附接到该第二面板的第二连接器。该第二连接器与该第二面板的第二边缘对准,并且该第二连接器限定腔体。该第二模块被联接到该第一模块,其中该第一连接器的延伸经过该第一面板的该第一边缘的该部分定位在由该第二连接器限定的该腔体内。
Description
背景技术
本公开涉及多种外科系统,包括模块化的电外科系统和/或超声外科系统。手术室(OR)需要简化的资本解决方案,因为由于完成每个外科规程所需的不同装置的数量,OR是线绳、装置和人的缠结的网。这是全球每个市场中每个OR的实际情况。资本设备是在OR内产生混乱的主要罪魁祸首,因为大多数资本设备执行一项任务或工作,并且每种类型的资本设备都需要使用独特的技术或方法并具有独特的用户界面。因此,存在尚未满足的对于待合并的资本设备和其他外科技术的消费者需求,以便减少OR内的设备占地面积,简化设备的界面,并且通过减少外科工作人员需要与之交互的装置的数量来提高外科工作人员在外科规程期间的效率。
发明内容
在一个一般方面,本发明提供了一种模块化能量系统,该模块化能量系统包括第一模块,该第一模块包括第一面板和附接到该第一面板的第一连接器。第一连接器的一部分延伸经过第一面板的第一边缘。模块化能量系统还包括第二模块,该第二模块包括第二面板和附接到该第二面板的第二连接器。第二连接器与第二面板的第二边缘对准,并且第二连接器限定腔体。第二模块被联接到第一模块,其中,第一连接器的延伸经过第一面板的第一边缘的部分定位在由第二连接器限定的腔体内。
在另一个方面,本发明提供了一种模块化能量系统,该模块化能量系统包括第一模块。第一模块包括第一面板。第一面板包括附接到该面板的第一支撑构件和附接到该面板的第二支撑构件,其中,第二支撑构件从第一支撑构件偏移。第一面板还包括附接到第一面板的支撑凸耳,其中,支撑凸耳位于第一支撑构件和第二支撑构件之间。第一模块还包括第一连接器,该第一连接器限定位于第一连接器中的第一孔洞。第一连接器包括远离第一连接器延伸的支撑肋。第一连接器能够以可滑动的方式附接到第一面板,其中,第一支撑构件能够以可滑动的方式插入到第一孔洞中。在附接构型中,支撑肋被构造成能够抵靠支撑凸耳。在附接构型中,第一连接器的一部分延伸经过第一面板的第一边缘。第一模块还包括限定腔体和第二孔洞的第二连接器。第二连接器能够以可滑动的方式附接到第一面板,其中,第二支撑构件能够以可滑动的方式容纳到第二孔洞中。在附接构型中,第二连接器与第一面板的第二边缘对准,其中,第一面板的第二边缘与第一面板的第一边缘相对。
在另一个方面,本公开提供了一种用于模块化能量系统的模块,该模块包括面板。面板包括附接到该面板并且远离该面板延伸的第一支撑构件、附接到该面板并且远离该面板延伸的第二支撑构件,其中,第二支撑构件从第一支撑构件偏移。该模块还包括第一连接器,该第一连接器限定位于第一连接器中的第一孔洞。第一连接器能够以可滑动的方式附接到面板,其中,第一支撑构件能够以可滑动的方式容纳到第一孔洞中。在附接构型中,第一连接器的一部分延伸经过面板的第一边缘。模块还包括限定腔体和第二孔洞的第二连接器。该第二连接器能够以可滑动的方式附接到第一面板,其中,第二支撑构件能够以可滑动的方式容纳到第二孔洞中。在附接构型中,第二连接器与面板的第二边缘对准,并且其中,第一面板的第二边缘与面板的第一边缘相对。
在又一方面,本公开提供了一种模块化能量系统,该模块化能量系统包括头模块,其中,该头模块被配置成能够向一个或多个连接的从属模块供电。模块化能量系统还包括连接到头模块并且由该头模块供电的至少一个从属模块,以及连接到从属模块的功率模块,其中,功率模块被配置成能够向一个或多个其他连接的从属模块供电。
附图说明
通过参考以下结合如下附图所作的说明可最好地理解本文所述的各种方面(有关手术组织和方法两者)及其进一步的目的和优点。
图1是根据本公开的至少一个方面的由计算机实现的交互式外科系统的框图。
图2是根据本公开的至少一个方面的用于在手术室中执行外科手术的外科系统。
图3是根据本公开的至少一个方面的与可视化系统、机器人系统和智能器械配对的外科集线器。
图4是根据本公开的至少一个方面的外科系统,该外科系统包括发生器和能够与其一起使用的各种外科器械。
图5是根据本公开的至少一个方面的态势感知外科系统的图。
图6是根据本公开的至少一个方面的能够组合以定制模块化能量系统的多种模块和其他部件的图。
图7A是根据本公开的至少一个方面的第一例示性模块化能量系统配置,该第一例示性模块化能量系统配置包括头模块和显示屏,该显示屏呈现用于中继关于连接到头模块的模块的信息的图形用户界面(GUI)。
图7B是根据本公开的至少一个方面的安装到推车的图7A所示的模块化能量系统。
图8A是根据本公开的至少一个方面的第二例示性模块化能量系统配置,该第二例示性模块化能量系统配置包括连接在一起并且安装到推车的头模块、显示屏、能量模块和扩展能量模块。
图8B是根据本公开的至少一个方面的第三例示性模块化能量系统配置,该第三例示性模块化能量系统配置类似于图7A中所示的第二配置,不同的是头模块不含显示屏。
图9是根据本公开的至少一个方面的第四示例性模块化能量系统配置,该第四示例性模块化能量系统配置包括连接在一起并且安装到推车的头模块、显示屏、能量模块、扩展能量模块和技术模块。
图10是根据本公开的至少一个方面的第五例示性模块化能量系统配置,该第五例示性模块化能量系统配置包括连接在一起并且安装到推车的头模块、显示屏、能量模块、扩展能量模块、技术模块和可视化模块。
图11是根据本公开的至少一个方面的包括以以可通信的方式的方式连接外科平台的模块化能量系统的图。
图12是根据本公开的至少一个方面的包括用户界面的模块化能量系统的头模块的透视图。
图13是根据本公开的至少一个方面的模块化能量系统的独立集线器配置的框图。
图14是根据本公开的至少一个方面的与外科控制系统集成的模块化能量系统的集线器配置的框图。
图15是根据本公开的至少一个方面的模块化能量系统堆叠的示意图,该示意图示出了功率底板。
图16是根据本公开的至少一个方面的模块化能量系统的示意图。
图17是根据本公开的至少一个方面的用于模块化能量系统的模块的底板连接器子组件的分解视图。
图18是根据本公开的至少一个方面的用于模块化能量系统的模块的底板连接器子组件的正视图。
图19是根据本公开的至少一个方面的底板连接器子组件的面板的正视图。
图20是根据本公开的至少一个方面的底板连接器子组件的上游连接器的透视图。
图21是根据本公开的至少一个方面的底板连接器子组件的下游连接器的透视图。
图22是根据本公开的至少一个方面的用于底板连接器子组件的面板的前视图。
图23是根据本公开的至少一个方面的用于图22中所示的底板连接器子组件的面板的前视图,其中附接有上游连接器和下游连接器。
图24是根据本公开的至少一个方面的图23中所示的面板的后视图,其中附接有上游连接器和下游连接器。
图25是根据本公开的至少一个方面的添加了连接线的图7中所示的底板连接器子组件的正视图。
图26是根据本公开的至少一个方面的添加了连接线的图7中所示的底板连接器子组件的前视图。
图27是根据本公开的至少一个方面的附接到底板子组件的面板的上游连接器的侧视图。
图28是根据本公开的至少一个方面的添加了电路板的图9的底板连接器子组件的正视图。
图29是根据本公开的至少一个方面的添加了电路板的图9的底板连接器子组件的前视图。
图30示出了根据本公开的至少一个方面的模块化能量系统。
图31示出了根据本公开的至少一个方面的图30的模块化能量系统中的各种电连接。
图32示出了根据本公开的至少一个方面的图30的模块化能量系统的模块。
根据本公开的至少一个方面,图33示出了根据本公开的至少一个方面的包括刚性线束的模块化能量系统的模块。
图34是根据本公开的至少一个方面的底板连接器子组件的正视图,示出了作为线带的连接线。
图35是根据本公开的至少一个方面的将上游连接器连接到底板子组件的面板的方法的侧视图。
图36是根据本公开的至少一个方面的将下游连接器连接到底板子组件的面板的方法的侧视图。
图37A是根据本公开的至少一个方面的将上游连接器和下游连接器连接到底板连接器子组件的面板的方法的正视图。
图37B是根据本公开的至少一个方面的将上游连接器和下游连接器连接到底板连接器子组件的面板的方法的正视图。
图37C是根据本公开的至少一个方面的将上游连接器和下游连接器连接到底板连接器子组件的面板的方法的正视图。
图38是根据本公开的至少一个方面的允许底板连接器连接到模块的盒系统的正视图。
图39是根据本公开的至少一个方面的卡扣到模块壳体的底部中的底板连接器的正视图。
图40是根据本公开的至少一个方面的构建到模块壳体中的底板连接器子组件的前视图。
图41是根据本公开的至少一个方面的图18中所示的上游连接器的底视图。
图42是根据本公开的至少一个方面的构建到模块壳体中的底板连接器子组件的前视图。
图43示出了根据本公开的至少一个方面的包含功率模块的模块化能量系统。
在若干视图中,对应的参考符号指示对应的零件。本文所述的范例以一种形式示出了各种公开的方面,并且此类范例不应被解释为以任何方式限制本发明的范围。
具体实施方式
本申请的申请人拥有与之同时提交的以下美国专利申请,这些临时专利申请中的每个的公开内容全文以引用方式并入本文:
·美国专利申请案卷号END9314USNP1/210018-1M,其标题为“METHOD FORMECHANICAL PACKAGING FOR MODULAR ENERGY SYSTEM”;
·美国专利申请案卷号END9314USNP3/210018-3,其标题为“BEZEL WITH LIGHTBLOCKING FEATURES FOR MODULAR ENERGY SYSTEM”;
·美国专利申请案卷号END9314USNP4/210018-4,其标题为“HEADER FOR MODULARENERGY SYSTEM”;
·美国专利申请案卷号END9315USNP1/210019,其标题为“SURGICALPROCEDURALIZATION VIA MODULAR ENERGY SYSTEM”;
·美国专利申请案卷号END9316USNP1/210020-1M,其标题为“METHOD FOR ENERGYDELIVERY FOR MODULAR ENERGY SYSTEM”;
·美国专利申请案卷号END9316USNP2/210020-2,其标题为“MODULAR ENERGYSYSTEM WITH DUAL AMPLIFIERS AND TECHNIQUES FOR UPDATING PARAMETERS THEREOF”;
·美国专利申请案卷号END9316USNP3/210020-3,其标题为“MODULAR ENERGYSYSTEM WITH MULTI-ENERGY PORT SPLITTER FOR MULTIPLE ENERGY DEVICES”;
·美国专利申请案卷号END9317USNP1/210021-1M,其标题为“METHOD FORINTELLIGENT INSTRUMENTS FOR MODULAR ENERGY SYSTEM”;
·美国专利申请案卷号END9317USNP2/210021-2,其标题为“RADIO FREQUENCYIDENTIFICATION TOKEN FOR WIRELESS SURGICAL INSTRUMENTS”;
·美国专利申请案卷号END9317USNP3/210021-3,其标题为“INTELLIGENT DATAPORTS FOR MODULAR ENERGY SYSTEMS”;
·美国专利申请案卷号END9318USNP1/210022-1M,其标题为“METHOD FOR SYSTEMARCHITECTURE FOR MODULAR ENERGY SYSTEM”;
·美国专利申请案卷号END9318USNP2/210022-2,其标题为“USER INTERFACEMITIGATION TECHNIQUES FOR MODULAR ENERGY SYSTEMS”;
·美国专利申请案卷号END9318USNP3/210022-3,其标题为“ENERGY DELIVERYMITIGATIONS FOR MODULAR ENERGY SYSTEMS”;
·美国专利申请案卷号END9318USNP4/210022-4,其标题为“ARCHITECTURE FORMODULAR ENERGY SYSTEM”;以及
·美国专利申请案卷号END9318USNP5/210022-5,其标题为“MODULAR ENERGYSYSTEM WITH HARDWARE MITIGATED COMMUNICATION”。
本专利申请的申请人拥有于2019年9月5日提交的以下美国专利申请,这些专利申请中的每一个专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文:
·美国专利申请序列号16/562,144,其标题为“METHOD FOR CONTROLLING AMODULAR ENERGY SYSTEM USER INTERFACE”,现为美国专利申请公布号2020/0078106;
·美国专利申请序列号16/562,151,其标题为“PASSIVE HEADER MODULE FOR AMODULAR ENERGY SYSTEM”,现为美国专利申请公布号2020/0078110;
·美国专利申请序列号16/562,157,其标题为“CONSOLIDATED USER INTERFACEFOR MODULAR ENERGY SYSTEM”,现为美国专利申请公布号2020/0081585;
·美国专利申请序列号16/562,159,其标题为“AUDIO TONE CONSTRUCTION FORAN ENERGY MODULE OF A MODULAR ENERGY SYSTEM”,现为美国专利申请公布号2020/0314569;
·美国专利申请序列号16/562,163,其标题为“ADAPTABLY CONNECTABLE ANDREASSIGNABLE SYSTEMACCESSORIES FOR MODULAR ENERGY SYSTEM”,现为美国专利申请公布号2020/0078111;
·美国专利申请序列号16/562,123,其标题为“METHOD FOR CONSTRUCTING ANDUSING A MODULAR SURGICAL ENERGY SYSTEM WITH MULTIPLE DEVICES”,现为美国专利申请公布号2020/0100830;
·美国专利申请序列号16/562,135,其标题为“METHOD FOR CONTROLLING ANENERGY MODULE OUTPUT”,现为美国专利申请公布号2020/0078076;
·美国专利申请序列号16/562,180,其标题为“ENERGY MODULE FOR DRIVINGMULTIPLE ENERGY MODALITIES”,现为美国专利申请公布号2020/0078080;
·美国专利申请序列号16/562,184,其标题为“GROUNDING ARRANGEMENT OFENERGY MODULES”,现为美国专利申请公布号2020/0078081;
·美国专利申请序列号16/562,188,其标题为“BACKPLANE CONNECTOR DESIGN TOCONNECT STACKED ENERGY MODULES”,现为美国专利申请公布号2020/0078116;
·美国专利申请序列号16/562,195,其标题为“ENERGY MODULE FOR DRIVINGMULTIPLE ENERGY MODALITIES THROUGH A PORT”,现为美国专利申请公布号20200078117;
·美国专利申请序列号16/562,202,其标题为“SURGICAL INSTRUMENT UTILIZINGDRIVE SIGNAL TO POWER SECONDARY FUNCTION”,现为美国专利申请公布号2020/0078082;
·美国专利申请序列号16/562,142,其标题为“METHOD FOR ENERGYDISTRIBUTION IN A SURGICAL MODULAR ENERGY SYSTEM”,现为美国专利申请公布号2020/0078070;
·美国专利申请序列号16/562,169,其标题为“SURGICAL MODULAR ENERGYSYSTEM WITH A SEGMENTED BACKPLANE”,现为美国专利申请公布号2020/0078112;
·美国专利申请序列号16/562,185,其标题为“SURGICAL MODULAR ENERGYSYSTEM WITH FOOTER MODULE”,现为美国专利申请公布号2020/0078115;
·美国专利申请序列号16/562,203,其标题为“POWER AND COMMUNICATIONMITIGATION ARRANGEMENT FOR MODULAR SURGICAL ENERGY SYSTEM”,现为美国专利申请公布号2020/0078118;
·美国专利申请序列号16/562,212,其标题为“MODULAR SURGICAL ENERGYSYSTEM WITH MODULE POSITIONAL AWARENESS SENSING WITH VOLTAGE DETECTION”,现为美国专利申请公布号2020/0078119;
·美国专利申请序列号16/562,234,其标题为“MODULAR SURGICAL ENERGYSYSTEM WITH MODULE POSITIONAL AWARENESS SENSING WITH TIME COUNTER”,现为美国专利申请公布号2020/0305945;
·美国专利申请序列号16/562,243,其标题为“MODULAR SURGICAL ENERGYSYSTEM WITH MODULE POSITIONAL AWARENESS WITH DIGITAL LOGIC”,现为美国专利申请公布号2020/0078120;·美国专利申请序列号16/562,125,其标题为“METHOD FORCOMMUNICATING BETWEEN MODULES AND DEVICES IN A MODULAR SURGICAL SYSTEM”,现为美国专利申请公布号2020/0100825;
·美国专利申请序列号16/562,137,其标题为“FLEXIBLE HAND-SWITCHCIRCUIT”,现为美国专利申请公布号2020/0106220;
·美国专利申请序列号16/562,143,其标题为“FIRST AND SECONDCOMMUNICATION PROTOCOL ARRANGEMENT FOR DRIVING PRIMARY AND SECONDARY DEVICESTHROUGH A SINGLE PORT”,现为美国专利申请公布号2020/0090808;
·美国专利申请序列号16/562,148,其标题为“FLEXIBLE NEUTRAL ELECTRODE”,现为美国专利申请公布号2020/0078077;
·美国专利申请序列号16/562,154,其标题为“SMART RETURN PAD SENSINGTHROUGH MODULATION OF NEAR FIELD COMMUNICATION AND CONTACT QUALITY MONITORINGSIGNALS”,现为美国专利申请公布号2020/0078089;
·美国专利申请序列号16/562,162,其标题为“AUTOMATIC ULTRASONIC ENERGYACTIVATION CIRCUIT DESIGN FOR MODULAR SURGICAL SYSTEMS”,现为美国专利申请公布号2020/0305924;
·美国专利申请序列号16/562,167,其标题为“COORDINATED ENERGY OUTPUTS OFSEPARATE BUT CONNECTED MODULES”,现为美国专利申请公布号2020/0078078;
·美国专利申请序列号16/562,170,其标题为“MANAGING SIMULTANEOUSMONOPOLAR OUTPUTS USING DUTY CYCLE AND SYNCHRONIZATION”,现为美国专利申请公布号2020/0078079;
·美国专利申请序列号16/562,172,其标题为“PORT PRESENCE DETECTIONSYSTEM FOR MODULAR ENERGY SYSTEM”,现为美国专利申请公布号2020/0078113;
·美国专利申请序列号16/562,175,其标题为“INSTRUMENT TRACKINGARRANGEMENT BASED ON REAL TIME CLOCK INFORMATION”,现为美国专利申请公布号2020/0078071;
·美国专利申请序列号16/562,177,其标题为“REGIONAL LOCATION TRACKING OFCOMPONENTS OF A MODULAR ENERGY SYSTEM”,现为美国专利申请公布号2020/0078114;
·美国设计专利申请序列号29/704,610,其标题为“ENERGY MODULE”;
·美国设计专利申请序列号29/704,614,其标题为“ENERGY MODULE MONOPOLARPORT WITH FOURTH SOCKET AMONG THREE OTHER SOCKETS”;
·美国设计专利申请序列号29/704,616,其标题为“BACKPLANE CONNECTOR FORENERGY MODULE”;以及
·美国设计专利申请序列号29/704,617,其标题为“ALERT SCREEN FOR ENERGYMODULE”。
本专利申请的申请人拥有于2019年3月29日提交的以下美国专利临时申请,这些专利临时申请中的每一个专利临时申请的公开内容全文以引用方式并入本文:
·美国临时专利申请序列号62/826,584,其标题为“MODULAR SURGICAL PLATFORMELECTRICAL ARCHITECTURE”;
·美国临时专利申请序列号62/826,587,其标题为“MODULAR ENERGY SYSTEMCONNECTIVITY”;
·美国临时专利申请序列号62/826,588,其标题为“MODULAR ENERGY SYSTEMINSTRUMENT COMMUNICATION TECHNIQUES”;以及
·美国临时专利申请序列号62/826,592,其标题为“MODULAR ENERGY DELIVERYSYSTEM”。
本专利申请的申请人拥有于2018年9月7日提交的以下美国专利临时申请,这些专利临时申请中的每一个专利临时申请的公开内容全文以引用方式并入本文:
·美国临时专利申请序列号62/728,480,其标题为“MODULAR ENERGY SYSTEM ANDUSER INTERFACE”。
在详细说明外科装置和发生器的各个方面之前,应该指出的是,示例性示例的应用或使用并不局限于附图和具体实施方式中所示出的部件的构造和布置的细节。示例性示例可单独实施,或与其他方面、变更形式和修改形式结合在一起实施,并可以各种方式实践或执行。此外,除非另外指明,否则本文所用的术语和表达是为了方便读者而对例示性示例进行描述而所选的,并非为了限制性的目的。而且,应当理解,以下描述的方面中的一个或多个、方面和/或示例的表达可以与以下描述的其他方面、方面和/或示例的表达中的任何一个或多个组合。
各个方面涉及改进的超声外科装置、电外科装置和与其一起使用的发生器。超声外科装置的各方面可被配置用于例如在外科规程期间横切和/或凝固组织。电外科装置的各方面可被配置用于例如在外科规程期间横切、凝固、定标、焊接和/或干燥组织。
外科系统硬件
参见图1,计算机实现的交互式外科系统100包括一个或多个外科系统102和基于云的系统(例如,可包括联接到存储装置105的远程服务器113的云104)。每个外科系统102包括与云104通信的至少一个外科集线器106,该云可包括远程服务器113。在一个示例中,如图1中所示,外科系统102包括可视化系统108、机器人系统110和手持式智能外科器械112,它们被配置成能够彼此通信并且/或者与集线器106通信。在一些方面,外科系统102可包括M数量的集线器106、N数量的可视化系统108、O数量的机器人系统110和P数量的手持式智能外科器械112,其中M、N、O和P为大于或等于1的整数。
图2示出了用于对平躺在外科手术室116中的手术台114上的患者执行外科手术的外科系统102的示例。机器人系统110在外科规程中用作外科系统102的一部分。机器人系统110包括外科医生的控制台118、患者侧推车120(外科机器人)和外科机器人集线器122。当外科医生通过外科医生的控制台118观察外科部位时,患者侧推车120可通过患者体内的微创切口来操纵至少一个可移除地联接的外科工具117。外科部位的图像可通过医学成像装置124获得,该医学成像装置可由患者侧推车120操纵以定向成像装置124。机器人集线器122可用于处理外科部位的图像,以随后通过外科医生的控制台118显示给外科医生。
其他类型的机器人系统可以容易地适于与外科系统102一起使用。适用于本公开的机器人系统和外科工具的各种示例在2017年12月28日提交的标题为“ROBOT ASSISTEDSURGICAL PLATFORM”的美国临时专利申请序列62/611,339中有所描述,该临时专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文。
由云104执行并且适用于本公开的基于云的分析的各种示例描述于2017年12月28日提交的标题为“CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS”的美国临时专利申请序列62/611,340中,该临时专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文。
在各个方面,成像装置124包括至少一个图像传感器和一个或多个光学部件。合适的图像传感器包括但不限于电荷联接装置(CCD)传感器和互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器。
成像装置124的光学部件可包括一个或多个照明源和/或一个或多个透镜。一个或多个照明源可被引导以照明外科场地的多部分。一个或多个图像传感器可接收从外科场地反射或折射的光,包括从组织和/或外科器械反射或折射的光。
一个或多个照明源可被配置成能够辐射可见光谱中的电磁能以及不可见光谱。可见光谱(有时被称为光学光谱或发光光谱)是电磁光谱中对人眼可见(即,可被其检测)的那部分,并且可被称为可见光或简单光。典型的人眼将对空气中约380nm至约750nm的波长作出响应。
不可见光谱(即,非发光光谱)是电磁光谱的位于可见光谱之下和之上的部分(即,低于约380nm且高于约750nm的波长)。人眼不可检测到不可见光谱。大于约750nm的波长长于红色可见光谱,并且它们变为不可见的红外(IR)、微波和无线电电磁辐射。小于约380nm的波长比紫色光谱短,并且它们变为不可见的紫外、x射线和γ射线电磁辐射。
在各个方面,成像装置124被配置成能够用于微创手术中。适用于本公开的成像装置的示例包括但不限于关节镜、血管镜、支气管镜、胆道镜、结肠镜、细胞检查镜、十二指镜、肠窥镜、食道-十二指肠镜(胃镜)、内窥镜、喉镜、鼻咽-肾内窥镜、乙状结肠镜、胸腔镜和子宫内窥镜。
在一个方面,成像装置采用多光谱监测来辨别形貌和底层结构。多光谱图像是捕获跨电磁波谱的特定波长范围内的图像数据的图像。可通过滤波器或通过使用对特定波长敏感的器械来分离波长,特定波长包括来自可见光范围之外的频率的光,例如IR和紫外。光谱成像可允许提取人眼未能用其红色,绿色和蓝色的受体捕获的附加信息。多光谱成像的使用在2017年12月28日提交的标题为“INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM”的美国临时专利申请序列62/611,341的标题“Advanced Imaging Acquisition Module”下更详细地描述,该临时专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文。在完成外科任务以对处理过的组织执行一个或多个先前所述测试之后,多光谱监测可以是用于重新定位外科场地的有用工具。
不言自明的是,在任何外科期间都需要对手术室和外科设备进行严格灭菌。在“外科室”(即,手术室或治疗室)中所需的严格的卫生和灭菌条件需要所有医疗装置和设备的最高可能的无菌性。该灭菌过程的一部分是需要对接触患者或穿透无菌区的任何物质进行灭菌,包括成像装置124及其附接件和部件。应当理解,无菌区可被认为是被认为不含微生物的指定区域,诸如在托盘内或无菌毛巾内,或者无菌区可被认为是已准备用于外科手术的患者周围的区域。无菌区可包括被恰当地穿着的擦洗的团队成员,以及该区域中的所有设备和固定装置。
在各个方面,可视化系统108包括一个或多个成像传感器、一个或多个图像处理单元、一个或多个存储阵列,以及一个或多个显示器,该一个或多个显示器相对于无菌区进行策略布置,如图2中所示。在一个方面,可视化系统108包括用于HL7、PACS和EMR的界面。可视化系统108的各种部件在2017年12月28日提交的标题为“INTERACTIVE SURGICALPLATFORM”的美国临时专利申请序列62/611,341的标题为“Advanced ImagingAcquisition Module”下有所描述,该临时专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文。
如图2中所示,主显示器119被定位在无菌场中,以对在手术台114处的操作者可见。此外,可视化塔111被定位在无菌场外部。可视化塔111包括彼此背离的第一非无菌显示器107和第二非无菌显示器109。由集线器106引导的可视化系统108被配置成能够利用显示器107、109和119来将信息流协调到无菌场内部和外部的操作者。例如,集线器106可使可视化系统108在非无菌显示器107或109上显示由成像装置124记录的外科部位的快照,同时保持外科部位在主显示器119上的实时馈送。例如,非无菌显示器107或109上的快照可允许非无菌操作者执行与外科规程相关的诊断步骤。
在一个方面,集线器106被进一步配置成能够将由非无菌操作者在可视化塔111处输入的诊断输入或反馈路由至无菌区内的主显示器119,其中可由操作台上的无菌操作者查看。在一个示例中,输入可以是对显示在非无菌显示器107或109上的快照的修改形式,其可通过集线器106路由到主显示器119。
参见图2,外科器械112作为外科系统102的一部分在外科手术中使用。集线器106被进一步配置成能够协调流向外科器械112的显示器的信息流。例如,在2017年12月28日提交的标题为“INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM”的美国临时专利申请序列62/611,341,其公开内容全文以引用方式并入本文。由非无菌操作者在可视化塔111处输入的诊断输入或反馈可由集线器106路由至无菌区内的外科器械显示器115,其中外科器械112的操作者可观察到该输入或反馈。例如,适合与外科系统102一起使用的示例性外科器械描述于2017年12月28日提交的美国临时专利申请序列号62/611,341(标题为“交互式外科平台(INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM)”,其公开内容以引用方式全文并入本文)的标题“外科器械硬件(SURGICAL INSTRUMENT HARDWARE)”下。
现在参考图3,集线器106被描绘为与可视化系统108、机器人系统110和手持式智能外科器械112通信。在一些方面,可视化系统108可以是设备的可分离件。在另选的方面,可视化系统108可作为功能模块包含在集线器106内。集线器106包括集线器显示器135、成像模块138、发生器模块140、通信模块130、处理器模块132、存储阵列134和手术室标测模块133。在某些方面,如图3所示,集线器106还包括排烟模块126、抽吸/冲洗模块128和/或吹入模块129。在某些方面,集线器106中的模块中的任何模块可彼此组合成单个模块。
在外科手术期间,用于密封和/或切割的对组织的能量施加通常与排烟、抽吸过量流体和/或冲洗组织相关联。来自不同来源的流体管线、功率管线和/或数据管线通常在外科手术期间缠结。在外科手术期间解决该问题可丢失有价值的时间。断开管线可需要将管线与其相应的模块断开连接,这可需要重置模块。集线器模块化壳体136提供用于管理功率管线、数据管线和流体管线的统一环境,这减小了此类管线之间缠结的频率。
本公开的各方面提供了用于外科手术中的外科集线器,该外科手术涉及将能量施加到外科部位处的组织。外科集线器包括集线器壳体和能够以可滑动的方式容纳在集线器壳体的对接底座中的组合发生器模块。对接底座包括数据触点和功率触点。组合发生器模块包括座置在单个单元中的超声能量发生器部件、双极RF能量发生器部件和单极RF能量发生器部件中的一个或更多个。在一个方面,组合发生器模块还包括排烟部件,用于将组合发生器模块连接到外科器械的至少一根能量递送缆线、被构造成能够排出通过向组织施加治疗能量而产生的烟雾、流体和/或颗粒的至少一个排烟部件、以及从远程外科部位延伸至排烟部件的流体管线。
在一个方面,流体管线是第一流体管线,并且第二流体管线从远程外科部位延伸至以可滑动的方式容纳在集线器壳体中的抽吸和冲洗模块。在一个方面,集线器壳体包括流体接口。
某些外科手术可需要将多于一种能量类型施加到组织。一种能量类型可更有利于切割组织,而另一种不同的能量类型可更有利于密封组织。例如,双极发生器可用于密封组织,而超声发生器可用于切割密封的组织。本公开的各方面提供了一种解决方案,其中集线器模块化壳体136被构造成能够容纳不同的发生器,并且有利于它们之间的交互式通信。集线器模块化壳体136的优点之一是使得能够快速地移除和/或更换各种模块。
本公开的方面提供了在涉及将能量施加到组织的外科手术中使用的模块化外科壳体。模块化外科壳体包括第一能量发生器模块和第一对接站,该第一能量发生器模块被配置成能够生成用于施加到组织的第一能量,并且该第一对接站包括第一对接端口,该第一对接端口包括第一数据触点和功率触点。在一个方面,第一能量发生器模块以可滑动的方式移动成与功率触点和数据触点电接合,并且其中第一能量发生器模块以可滑动的方式移动成不与第一功率触点和数据触点电接合。在另选的方面,第一能量发生器模块可堆叠地移动成与功率触点和数据触点电接合,并且其中第一能量发生器模块可堆叠地移动成不与第一功率触点和数据触点电接合。
除上述之外,模块化外科壳体还包括第二能量发生器模块和第二对接站,该第二能量发生器模块被配置成能够生成与第一能量相同或不同的第二能量,用于施加到组织,并且该第二对接站包括第二对接端口,该第二对接端口包括第二数据触点和功率触点。在一个方面,第二能量发生器模块以可滑动的方式移动成与功率触点和数据触点电接合,并且其中第二能量发生器模块以可滑动的方式移动成不与第二功率触点和数据触点电接合。在另选的方面,第二能量发生器模块可堆叠地移动成与功率触点和数据触点电接合,并且其中第二能量发生器模块可堆叠地移动成不与第二功率触点和数据触点电接合。
此外,模块化外科壳体还包括在第一对接端口和第二对接端口之间的通信总线,其被构造成能够有利于第一能量发生器模块和第二能量发生器模块之间的通信。
参见图3,本公开的各方面被呈现为集线器模块化壳体136,该集线器模块化壳体允许发生器模块140、排烟模块126和抽吸/冲洗模块128、吹入模块129的模块化集成。集线器模块化壳体136还有利于模块140、126、128、129之间的交互式通信。发生器模块140可为具有集成的单极部件、双极部件和超声部件的发生器模块,该部件被支撑在以可滑动的方式插入到集线器模块化壳体136中的单个外壳单元中。发生器模块140可被配置成能够连接到单极装置142、双极装置144和超声装置148。另选地,发生器模块140可包括通过集线器模块化壳体136进行交互的一系列单极发生器模块、双极发生器模块和/或超声发生器模块。集线器模块化壳体136可被配置成能够有利于多个发生器的插入和对接到集线器模块化壳体136中的发生器之间的交互式通信,使得发生器将充当单个发生器。
在一个方面,集线器模块化壳体136包括具有外部和无线通信头的模块化功率和通信底板149,以实现模块140、126、128、129的可移除附接以及它们之间的交互式通信。
发生器硬件
如本说明书通篇所用,术语“无线”及其衍生物可用于描述可通过使用经调制的电磁辐射通过非固体介质来传送数据的电路、装置、系统、方法、技术、通信信道等。该术语并不意味着相关联的装置不包含任何电线,尽管在一些方面它们可能不包含。通信模块可实现多种无线或有线通信标准或协议中的任一种,包括但不限于Wi-Fi(IEEE 802.11系列)、WiMAX(IEEE 802.16系列)、IEEE 802.20、长期演进(LTE)、Ev-DO、HSPA+、HSDPA+、HSUPA+、EDGE、GSM、GPRS、CDMA、TDMA、DECT、蓝牙、及其以太网衍生物、以及被指定为3G、4G、5G和以上的任何其他无线和有线协议。计算模块可包括多个通信模块。例如,第一通信模块可专用于更短距离的无线通信诸如Wi-Fi和蓝牙,并且第二通信模块可专用于更长距离的无线通信诸如GPS、EDGE、GPRS、CDMA、WiMAX、LTE、Ev-DO等。
如本文所用,处理器或处理单元是对一些外部数据源(通常为存储器或一些其他数据流)执行操作的电子电路。本文所用术语是指组合多个专门的“处理器”的一个或多个系统(尤其是片上系统(SoC))中的中央处理器(中央处理单元)。
如本文所用,片上系统或芯片上系统(SoC或SOC)为集成了计算机或其他电子系统的所有部件的集成电路(也被称为“IC”或“芯片”)。它可包含数字、模拟、混合信号以及通常射频功能—全部在单个基板上。SoC将微控制器(或微处理器)与高级外围装置如图形处理单元(GPU)、Wi-Fi模块或协处理器集成。SoC可包含或可不包含内置存储器。
如本文所用,微控制器或控制器为将微处理器与外围电路和存储器集成的系统。微控制器(或微控制器单元的MCU)可被实现为单个集成电路上的小型计算机。其可类似于SoC;SoC可包括作为其部件之一的微控制器。微控制器可包含一个或多个核心处理单元(CPU)以及存储器和可编程输入/输出外围装置。以铁电RAM、NOR闪存或OTP ROM形式的程序存储器以及少量RAM也经常包括在芯片上。与个人计算机或由各种分立芯片组成的其他通用应用中使用的微处理器相比,微控制器可用于嵌入式应用。
如本文所用,术语控制器或微控制器可为与外围装置交接的独立式IC或芯片装置。这可为计算机的两个部件或用于管理该装置的操作(以及与该装置的连接)的外部装置上的控制器之间的链路。
如本文所述的处理器或微控制器中的任一者可为任何单核或多核处理器,诸如由Texas Instruments提供的商品名为ARM Cortex的那些。在一个方面,处理器可为例如购自Texas Instruments的LM4F230H5QR ARM Cortex-M4F处理器内核,其包括:256KB的单循环闪存或其他非易失性存储器(高达40MHz)的片上存储器、用于使性能改善高于40MHz的预取缓冲器、32KB的单循环串行随机存取存储器(SRAM)、装载有软件的内部只读存储器(ROM)、2KB的电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、一个或多个脉宽调制(PWM)模块、一个或多个正交编码器输入(QEI)模拟、具有12个模拟输入信道的一个或多个12位模数转换器(ADC)、以及易得的其他特征。
在一个示例中,处理器可包括安全控制器,该安全控制器包括两个基于控制器的系列,诸如同样由Texas Instruments提供的商品名为Hercules ARM Cortex R4的TMS570和RM4x。安全控制器可被专门配置用于IEC 61508和ISO 26262安全关键应用等等,以提供高级集成安全特征部,同时递送可定标的执行、连接性和存储器选项。
模块化装置包括可容纳在外科集线器内的模块(例如,如结合图3所述)和外科装置或器械,该外科装置或器械可连接到各种模块以便与对应的外科集线器连接或配对。模块化装置包括例如智能外科器械、医学成像装置、抽吸/冲洗装置、排烟器、能量发生器、呼吸机、吹入器和显示器。本文所述的模块化装置可通过控制算法来控制。控制算法可在模块化装置自身上、在与特定模块化装置配对的外科集线器上或在模块化装置和外科集线器两者上执行(例如,经由分布式计算架构)。在一些范例中,模块化装置的控制算法基于由模块化装置自身感测到的数据来控制装置(即,通过模块化装置之中、之上或连接到模块化装置的传感器)。该数据可与正在手术的患者(例如,组织特性或吹入压力)或模块化装置本身相关(例如,刀被推进的速率、马达电流或能量水平)。例如,外科缝合和切割器械的控制算法可根据刀在其前进时遇到的阻力来控制器械的马达驱动其刀穿过组织的速率。
图4示出了包括模块化能量系统2000和可与其一起使用的各种外科器械2204、2206、2208的外科系统2200的一种形式,其中外科器械2204为超声外科器械,外科器械2206为RF电外科器械,并且多功能外科器械2208为超声/RF电外科器械的组合。模块化能量系统2000可被配置成能够用于与多种外科器械一起使用。根据各种形式,模块化能量系统2000可被配置成能够与不同类型的不同外科器械一起使用,这些外科器械包括例如超声外科器械2204、RF电外科器械2206,以及集成了从模块化能量系统2000单独或同时递送的RF能量和超声能量的多功能外科器械2208。尽管在图4的形式中,模块化能量系统2000被示出为独立于外科器械2204、2206、2208,但在一种形式中,模块化能量系统2000可以与外科器械2204、2206、2208中的任一者整体地形成,以形成一体式外科系统。模块化能量系统2000可被配置成能够用于有线或无线通信。
模块化能量系统2000被配置成能够驱动多个外科器械2204、2206、2208。第一外科器械为超声外科器械2204并且包括手持件2205(HP)、超声换能器2220、轴2226和端部执行器2222。端部执行器2222包括声学地联接到超声换能器2220的超声刀2228和夹持臂2240。手持件2205包括用于操作夹持臂2240的触发器2243和用于为超声刀2228或其他功能供能和驱动该超声刀或其他功能的切换按钮2234a、2234b、2234c的组合。切换按钮2234a、2234b、2234c可被配置成能够用模块化能量系统2000给超声换能器2220供能。
模块化能量系统2000被进一步配置成能够驱动第二外科器械2206。第二外科器械2206为RF电外科器械,并且包括手持件2207(HP)、轴2227和端部执行器2224。端部执行器2224包括夹持臂2242a、2242b中的电极并且穿过轴2227的电导体部分返回。电极联接到模块化能量系统2000内的双极能量源并且由该双极能量源供能。手持件2207包括用于操作夹持臂2242a、2242b的触发器2245和用于致动能量开关以给端部执行器2224中的电极供能的能量按钮2235。
模块化能量系统2000被进一步配置成能够驱动多功能外科器械2208。多功能外科器械2208包括手持件2209(HP)、轴2229和端部执行器2225。端部执行器2225包括超声刀2249和夹持臂2246。超声刀2249声学地联接到超声换能器2220。超声换能器2220可以与手持件2209分开或与其成一体。手持件2209包括用于操作夹持臂2246的触发器2247和用于为超声刀2249或其他功能供能和驱动该超声刀或其他功能的切换按钮2237a、2237b、2237c的组合。切换按钮2237a、2237b、2237c可被配置成能够用模块化能量系统2000给超声换能器2220供能,并且用同样包含在模块化能量系统2000内的双极能量源给超声刀2249供能。
模块化能量系统2000可被配置成能够用于与多种外科器械一起使用。根据各种形式,模块化能量系统2000可被配置成能够与不同类型的不同外科器械一起使用,该外科器械包括例如超声外科器械2204、RF电外科器械2206,以及集成了从模块化能量系统2000单独或同时递送的RF能量和超声能量的多功能外科器械2208。尽管在图4的形式中,模块化能量系统2000被示出为独立于外科器械2204、2206、2208,但在另一种形式中,模块化能量系统2000可以与外科器械2204、2206、2208中的任一者整体地形成,以形成一体式外科系统。用于数字生成电信号波形的发生器和外科器械的另外的方面描述于美国专利申请公布号2017/0086914中,该专利申请公布的全文以引用方式并入本文。
态势感知
尽管包括响应于感测数据的控制算法的“智能”装置可以是对在不考虑感测数据的情况下操作的“哑巴”装置的改进,但当孤立地考虑时,即在没有正在被执行的外科规程的类型或正在手术的组织的类型的背景下,一些感测数据可能是不完整的或不确定的。在不知道手术背景(例如,知道正在手术的组织的类型或正在被执行的手术的类型)的情况下,控制算法可能在给定的特定无背景感测数据的情况下错误地或次优地控制模块化装置。例如,用于响应于特定的感测参数来控制外科器械的控制算法的最佳方式可根据正在手术的特定组织类型而变化。这是由于以下事实:不同的组织类型具有不同的特性(例如,抗撕裂性),并且因此不同地响应于由外科器械采取的动作。因此,可能期望外科器械即使在感测到针对特定参数的相同测量值时也采取不同的动作。作为一个特定示例,响应于器械感测到用于闭合其端部执行器的意外高的力来控制外科缝合和切割器械的最佳方式将根据组织类型是易于撕裂还是抗撕裂而变化。对于易于撕裂的组织(诸如肺部组织),器械的控制算法将响应于用于闭合的意外高的力而最佳地使马达速度逐渐下降,从而避免撕裂组织。对于抗撕裂的组织(诸如胃组织),器械的控制算法将响应于用于闭合的意外高的力而最佳地使马达速度逐渐上升,从而确保端部执行器被正确地夹持在组织上。在不知道是肺部组织还是胃组织已被夹持的情况下,控制算法可做出次优决定。
一种解决方案利用包括系统的外科集线器,该系统被配置成能够基于从各种数据源所接收的数据来导出关于正在被执行的外科规程的信息,并且然后相应地控制配对的模块化装置。换句话讲,外科集线器被配置成能够从所接收的数据推断关于外科规程的信息,并且然后基于所推断的外科规程的背景来控制与外科集线器配对的模块化装置。图5示出了根据本公开的至少一个方面的态势感知外科系统2300的图。在一些范例中,数据源2326包括例如模块化装置2302(这些模块化装置可包括被配置成能够检测与患者和/或模块化装置本身相关联的参数的传感器)、数据库2322(例如,包含患者记录的EMR数据库)和患者监测装置2324(例如,血压(BP)监测器和心电图(EKG)监测器)。外科集线器2304可被配置成能够例如基于所接收的数据的特定组合或从数据源2326接收数据的特定顺序从数据导出与外科规程相关的背景信息。从所接收的数据推断的背景信息可包括例如正在被执行的外科手术的类型、外科医生正在执行的外科手术的特定步骤、正在手术的组织的类型或为手术的对象的体腔。外科集线器2304的一些方面从所接收的数据导出或推断与外科规程相关的信息的这种能力可被称为“态势感知”。在一个范例中,外科集线器2304可并入态势感知系统,该态势感知系统是与外科集线器2304相关联的从所接收的数据导出与外科规程相关的背景信息的硬件和/或程序设计。
外科集线器2304的态势感知系统可被配置成能够以多种不同的方式从接收自数据源2326的数据导出上下文信息。在一个范例中,态势感知系统包括已经在训练数据上进行训练以将各种输入(例如,来自数据库2322、患者监测装置2324和/或模块化装置2302的数据)与关于外科规程的对应的背景信息相关联的模式识别系统或机器学习系统(例如,人工神经网络)。换句话讲,机器学习系统可被训练成从所提供的输入准确地导出关于外科手术的背景信息。在另一个范例中,态势感知系统可包括查找表,该查找表存储与对应于背景信息的一个或多个输入(或输入范围)相关联的关于外科规程的预先表征的背景信息。响应于利用一个或多个输入的查询,查找表可返回态势感知系统用于控制模块化装置2302的对应的上下文信息。在一个范例中,由外科集线器2304的态势感知系统接收的背景信息与用于一个或多个模块化装置2302的特定控制调节或一组控制调节相关联。在另一个范例中,态势感知系统包括当提供上下文信息作为输入时生成或检索用于一个或多个模块化装置2302的一个或多个控制调节的另外的机器学习系统、查找表或其他此类系统。
结合有态势感知系统的外科集线器2304为外科系统2300提供了许多益处。一个益处包括改进对感测和收集到的数据的解释,这将继而改进外科规程过程期间的处理精度和/或数据的使用。回到先前的示例,态势感知外科集线器2304可确定正在手术的组织的类型;因此,当检测到用于闭合外科器械的端部执行器的意外高的力时,态势感知外科集线器2304可正确地使用于组织类型的外科器械的马达速度逐渐上升或逐渐下降。
作为另一个示例,正在手术的组织的类型可影响针对特定组织间隙测量值对外科缝合和切割器械的压缩率和负荷阈值进行的调节。态势感知外科集线器2304可推断正在被执行的外科规程是胸腔手术还是腹部手术,从而允许外科集线器2304确定被外科缝合和切割器械的端部执行器夹持的组织是肺部组织(对于胸腔规程)还是胃组织(对于腹部规程)。然后,外科集线器2304可针对组织的类型适当地调节外科缝合和切割器械的压缩率和负荷阈值。
作为又一个示例,在吹入规程期间被操作的体腔的类型可影响排烟器的功能。态势感知外科集线器2304可确定外科部位是否处于压力下(通过确定外科规程正在利用吹入)并且确定规程类型。由于一种规程类型通常在特定的体腔内执行,外科集线器2304然后可针对在其中进行操作的体腔适当地控制排烟器的马达速率。因此,态势感知外科集线器2304可提供对于胸腔和腹部规程两者一致的烟排出量。
作为又一个示例,正在被执行的规程的类型可影响超声外科器械或射频(RF)电外科器械操作的最佳能量水平。例如,关节镜规程需要更高的能量水平,因为超声外科器械或RF电外科器械的端部执行器浸没在流体中。态势感知外科集线器2304可确定外科规程是否是关节镜规程。然后,外科集线器2304可调节发生器的RF功率电平或超声振幅(即,“能量水平”)以补偿流体填充的环境。相关地,正在手术的组织的类型可影响超声外科器械或RF电外科器械操作的最佳能量水平。态势感知外科集线器2304可确定正在被执行的外科规程的类型,然后根据该外科规程的预期组织概况分别定制超声外科器械或RF电外科器械的能量水平。此外,态势感知外科集线器2304可被配置成能够在整个外科规程中而不是仅在逐个规程的基础上调节超声外科器械或RF电外科器械的能量水平。态势感知外科集线器2304可确定正在被执行或随后将被执行的外科规程的步骤,然后更新用于发生器和/或超声外科器械或RF电外科器械的控制算法,以根据该外科规程步骤将能量水平设定在适合于预期组织类型的值。
作为又一个示例,可以从附加数据源2326提取数据,以改进外科集线器2304从一个数据源2326提取的结论。态势感知外科集线器2304可以用已从其他数据源2326构建的关于外科规程的上下文信息来扩充其从模块化装置2302接收的数据。例如,态势感知外科集线器2304可被配置成能够根据从医学成像装置接收的视频或图像数据来确定止血是否已经发生(即,在外科部位的出血是否已经停止)。然而,在一些情况下,视频或图像数据可能是不确定的。因此,在一个范例中,外科集线器2304可被进一步配置成能够将生理测量值(例如,由以以可通信的方式的方式连接到外科集线器2304的BP监测器感测的血压)与止血的视觉或图像数据(例如,来自以可通信的方式联接到外科集线器2304的医学成像装置124(图2))进行比较,以确定缝合线或组织焊缝的完整性。换句话讲,外科集线器2304的态势感知系统可以考虑生理测量数据以在分析可视化数据时提供附加的上下文。当可视化数据本身可能是不确定的或不完整的时,附加背景可以是有用的。
另一益处包括根据正在执行的外科规程的特定步骤主动且自动地控制配对的模块化装置2302,以减少在外科规程期间医疗人员需要与外科系统2300交互或控制外科系统的次数。例如,如果态势感知外科集线器2304确定规程的后续步骤需要使用RF电外科器械,则它可以主动地激活与该器械连接的发生器。主动地激活能量源允许器械在规程的先前步骤一完成就准备好使用。
作为另一个示例,态势感知外科集线器2304可根据在外科部位处外科医生预期需要查看的特征部来确定外科规程的当前步骤或后续步骤是否需要在显示器上的不同视图或放大程度。然后,外科集线器2304可相应地主动改变所显示的视图(例如,由用于可视化系统108的医学成像装置提供),使得在整个外科规程中自动调节显示器。
作为又一个示例,态势感知外科集线器2304可确定外科规程的哪个步骤正在被执行或随后将执行以及针对外科规程的该步骤是否需要特定数据或数据之间的比较。外科集线器2304可被配置成能够基于正在执行的外科规程的步骤自动地调用数据屏幕,而无需等待外科医生请求该特定信息。
另一个益处包括在外科规程的设置期间或在外科规程的过程期间检查错误。例如,态势感知外科集线器2304可确定手术室是否被正确地或最佳地设置以用于待执行的外科规程。外科集线器2304可被配置成能够确定正在执行的外科规程的类型,(例如,从存储器中)检索对应的清单、产品位置或设置需求,然后将当前手术室布局与外科集线器2304确定的用于该正在执行的外科规程类型的标准布局进行比较。在一个范例中,外科集线器2304可被配置成能够将用于规程的物品列表(例如,由扫描仪扫描)和/或与外科集线器2304配对的装置列表与用于给定外科规程的物品和/或装置的建议或预期清单进行比较。外科集线器2304可被配置成如果列表之间存在任何不连续性,则能够提供指示特定模块化装置2302、患者监测装置2324和/或其他外科物品缺失的警示。在一个范例中,外科集线器2304可被配置成能够例如经由接近传感器来确定模块化装置2302和患者监测装置2324的相对距离或位置。外科集线器2304可将装置的相对位置与用于特定外科规程的建议或预期布局进行比较。外科集线器2304可被配置成如果在布局之间存在任何不连续性,则能够提供指示用于该外科规程的当前布局偏离建议布局的警示。
作为另一个示例,态势感知外科集线器2304可确定外科医生(或其他医疗人员)在外科规程期间是否正在出错或以其他方式偏离预期的动作过程。例如,外科集线器2304可被配置成能够确定正在执行的外科规程的类型,(例如,从存储器中)检索对应的步骤列表或设备使用的顺序,然后将在外科规程期间正在执行的步骤或正在使用的设备与外科集线器2304确定的针对该正在执行的外科规程类型的预期步骤或设备进行比较。在一个范例中,外科集线器2304可被配置成能够提供指示在外科规程中的特定步骤处正在执行意外动作或正在利用意外装置的警报。
总体而言,用于外科集线器2304的态势感知系统通过针对每种外科规程的特定背景调节外科器械(和其他模块化装置2302)(诸如针对不同的组织类型进行调节)并且在外科规程期间验证动作来改善外科规程结果。态势感知系统还根据规程的特定背景通过自动建议下一步骤、提供数据以及调节显示器和手术室中的其他模块化装置2302来提高外科医生执行外科规程的效率。
模块化能量系统
由于执行外科规程所需的设备数量,世界上的每个地方的OR都是线绳、装置和人的缠结的网。外科资本设备往往是导致该问题的主要因素,因为大多数外科资本设备执行单个专门的任务。由于其专化的性质,并且外科医生在单次外科规程的过程期间需要使用多种不同类型的装置,因此可能会迫使OR常备两台或甚至更多台外科资本设备(诸如能量发生器)。这些外科资本设备中的每台外科资本设备可能需要分别插入功率源中,并且可连接到在OR人员之间经过的一个或多个其他装置,从而产生必须导航的线绳的缠结。现代OR中面临的另一个问题是,这些专门的外科资本设备中的每台外科资本设备都具有其自身的用户界面,并且需要独立于OR内的其他设备进行控制。这在正确地控制彼此连接的多个不同装置方面产生了复杂性,并且迫使用户接受训练并记住不同类型的用户界面(除了在每台资本设备之间进行更换之外,还可基于正在被执行的任务或外科规程来进行更换)。这种繁琐、复杂的过程可能需要在OR内安置更多的人员,并且如果多个装置不能正确地彼此串联控制,则可能产生危险。因此,将外科资本设备技术合并到能够灵活满足外科医生需求的单一系统中以减少OR内外科资本设备的占地面积将简化用户体验,减少OR中的混乱情况,并防止与同时控制多台资本设备相关联的困难和危险。此外,使此类系统可扩展或可定制将允许将新技术便利地结合到现有外科系统中,从而无需更换整个外科系统,也无需OR人员学习每种新技术的新用户界面或设备控制。
如图1至图3所述,外科集线器106可被配置成能够互换地容纳多种模块,这些模块继而可以与外科装置(例如,外科器械或排烟器)进行交互或提供各种其他功能(例如,通信)。在一个方面,外科集线器106可体现为模块化能量系统2000,该模块化能量系统结合图6至图12示出。模块化能量系统2000可包括能够以堆叠构造连接在一起的多种不同模块2001。在一个方面,模块2001可在堆叠或以其他方式连接在一起形成单个组件时以物理的方式并且以可通信的方式联接在一起。此外,模块2001可以不同的组合或布置可互换地连接在一起。在一个方面,模块2001中的每个模块可包括沿着其上表面和下表面设置的一致或通用的连接器阵列,从而允许任何模块2001以任何布置方式连接到另一个模块2001(不同的是,在一些方面,特定模块类型(诸如头模块2002)可被构造成能够用作例如堆叠内的最上面的模块)。在一个另选的方面,模块化能量系统2000可包括被构造成能够容纳和保持模块2001的外壳,如图3所示。模块化能量系统2000还可包括还能够连接到模块2001或以其他方式与该模块相关联的多种不同的部件或附件。在另一个方面,模块化能量系统2000可体现为外科集线器106的发生器模块140(图3)。在又一方面,模块化能量系统2000可以是与外科集线器106不同的系统。在此类方面,模块化能量系统2000以可通信的方式联接到外科集线器206以用于在其间传输和/或接收数据。
模块化能量系统2000可由多种不同的模块2001组装而成,多种不同的模块的一些示例在图6中示出。不同类型的模块2001中的每一个模块可提供不同的功能,从而允许模块化能量系统2000组装成不同的配置,以通过定制包括在每个模块化能量系统2000中的模块2001来定制模块化能量系统2000的功能和能力。模块化能量系统2000的模块2001可包括例如头模块2002(其可包括显示屏2006)、能量模块2004、技术模块2040和可视化模块2042。在所示的方面,头模块2002被配置成能够用作模块化能量系统叠堆内的顶部或最上面的模块,并且因此沿着其顶表面可不含连接器。在另一个方面,头模块2002可被配置成能够定位在模块化能量系统叠堆内的底部或最下面的模块处,并且因此沿着其底表面可不含连接器。在又一方面,头模块2002可被配置成能够定位在模块化能量系统叠堆内的中间位置处,并且因此可包括沿着其底表面和顶表面两者的连接器。头模块2002可被配置成能够通过头模块上的物理控件2011和/或在显示屏2006上呈现的图形用户界面(GUI)2008来控制每个模块2001和与其连接的部件的系统级设置。此类设置可包括模块化能量系统2000的激活、警报的音量、脚踏开关设置、设置图标、用户界面的外观或构造、登录到模块化能量系统2000的外科医生档案和/或正在被执行的外科手术的类型。头模块2002还可被配置成能够对连接到头模块2002的模块2001提供通信、处理和/或功率。能量模块2004(也可称为发生器模块140(图3))可被配置成能够生成用于驱动与该能量模块连接的电外科器械和/或超声外科器械的一种或多种能量模态。技术模块2040可被配置成能够提供附加的或扩展的控制算法(例如,用于控制能量模块2004的能量输出的电外科控制算法或超声控制算法)。可视化模块2042可被配置成能够与可视化装置(即,观测设备)进行交互,并且因此提高可视化能力。
模块化能量系统2000还可包括多种附件2029,这些附件能够连接到模块2001以用于控制其功能,或者以其他方式被配置成能够与模块化能量系统2000协同工作。附件2029可包括例如单踏板脚踏开关2032、双踏板脚踏开关2034和用于在其上支撑模块化能量系统2000的推车2030。脚踏开关2032、2034可被配置成能够控制例如由能量模块2004输出的特定能量模态的激活或功能。
通过利用模块化部件,所描绘的模块化能量系统2000提供外科平台,该外科平台随着技术的可用性而被优化并且能够根据设施和/或外科医生的需要进行定制。此外,模块化能量系统2000支持组合装置(例如,双电外科和超声能量发生器)并且支持用于定制组织效应的软件驱动算法。此外,外科系统架构通过将对于外科手术至关重要的多种技术组合到单个系统中来减少资本占地面积。
能够结合模块化能量系统2000使用的各种模块化部件可包括单极能量发生器、双极能量发生器、双电外科/超声能量发生器、显示屏以及各种其他模块和/或其他部件,它们中的一些也在上文中结合图1至图3进行了描述。
现在参见图7A,在一些方面,头模块2002可包括显示屏2006,该显示屏呈现GUI2008以用于中继关于连接到头模块2002的模块2001的信息。在一些方面,显示屏2006的GUI2008可提供构成模块化能量系统2000的特定构造的所有模块2001的合并控制点。下面结合图12更详细地讨论GUI 2008的各个方面。在另选的方面,头模块2002可不含显示屏2006,或者显示屏2006能够可拆卸地连接到头模块2002的外壳2010。在此类方面,头模块2002能够以可通信的方式联接到外部系统,该外部系统被配置成能够显示由模块化能量系统2000的模块2001生成的信息。例如,在机器人外科应用中,模块化能量系统2000能够以可通信的方式联接到机器人推车或机器人控制台,该机器人推车或机器人控制台被配置成能够向机器人外科系统的操作人员显示由模块化能量系统2000生成的信息。再如,模块化能量系统2000能够以可通信的方式联接到移动显示器,该移动显示器可被携带或固定到外科工作人员以供其查看。又如,模块化能量系统2000能够以可通信的方式联接到外科集线器2100或可包括显示器2104的另一计算机系统,如图11中所示。在利用与模块化能量系统2000分开或以其他方式与该模块化能量系统不同的用户界面的方面,用户界面可与模块化能量系统2000整体或其一个或多个模块2001无线连接,使得用户界面可在其上显示来自所连接的模块2001的信息。
仍然参见图7A,能量模块2004可包括端口组件2012,该端口组件包括多个不同的端口,这些端口被配置成能够将不同的能量模态递送到能够与之连接的对应的外科器械。在图6至图12中所示的具体方面,端口组件2012包括双极端口2014、第一单极端口2016a、第二单极端口2016b、中性电极端口2018(单极返回垫能够连接到该中性电极端口)和组合能量端口2020。然而,端口的这种特定组合仅用于例示性目的,并且端口和/或能量模态的另选组合对于端口组件2012是可能的。
如上所述,模块化能量系统2000可组装成不同的配置。此外,模块化能量系统2000的不同构造也可用于不同的外科手术类型和/或不同的任务。例如,图7A和图7B示出了模块化能量系统2000的第一例示性配置,该第一例示性配置包括连接在一起的头模块2002(包括显示屏2006)和能量模块2004。此类构造可适用于例如腹腔镜式和开放式外科规程。
图8A示出了模块化能量系统2000的第二例示性配置,该第二例示性配置包括连接在一起的头模块2002(包括显示屏2006)、第一能量模块2004a和第二能量模块2004b。通过堆叠两个能量模块2004a、2004b,模块化能量系统2000可提供一对端口组件2012a、2012b,用于使模块化能量系统2000能够从第一配置递送的能量模态阵列扩展。模块化能量系统2000的第二配置可因此容纳多于一个双极/单极电外科器械、多于两个双极/单极电外科器械等。此类配置可适用于特别复杂的腹腔镜式和开放式外科规程。图8B示出了与第二配置类似的第三例示性配置,不同的是头模块2002不含显示屏2006。该配置可适用于机器人外科应用或移动显示应用,如上所述。
图9示出了模块化能量系统2000的第四例示性配置,该第四例示性配置包括连接在一起的头模块2002(包括显示屏2006)、第一能量模块2004a、第二能量模块2004b和技术模块2040。此类配置可适用于其中需要特别复杂或计算密集型控制算法的外科应用。另选地,技术模块2040可以是补充或扩展先前释放的模块(诸如能量模块2004)的能力的新释放的模块。
图10示出了模块化能量系统2000的第五例示性配置,该第五例示性配置包括连接在一起的头模块2002(包括显示屏2006)、第一能量模块2004a、第二能量模块2004b、技术模块2040和可视化模块2042。此类配置可通过提供专用外科显示器2044而适用于内窥镜式规程,该专用外科显示器用于中继来自联接到可视化模块2042的观测设备的视频馈送。应当指出的是,图7A至图11中所示的配置仅仅是为了示出模块化能量系统2000的各种概念,而不应解释为将模块化能量系统2000限制于特定的前述配置。
如上所述,模块化能量系统2000能够以可通信的方式联接到外部系统,诸如如图11中所示的外科集线器2100。此类外部系统可包括显示屏2104,该显示屏用于显示来自内窥镜(或相机或另一个此类可视化装置)的视觉馈送和/或来自模块化能量系统2000的数据。此类外部系统还可包括计算机系统2102,该计算机系统用于执行计算或以其他方式分析由模块化能量系统2000生成或提供的数据、控制模块化能量系统2000的功能或模式和/或将数据中继到云计算系统或另一个计算机系统。此类外部系统还可协调多个模块化能量系统2000和/或其他外科系统(例如,如结合图1和图2所述的可视化系统108和/或机器人系统110)之间的动作。
现在参见图12,在一些方面,头模块2002可包括或支持被配置成能够用于显示GUI2008的显示器2006,如上所述。显示屏2006可包括用于除显示信息之外还接收来自用户的输入的触摸屏。GUI 2008上显示的控件可对应于连接到头模块2002的模块2001。在一些方面,GUI 2008的不同部分或区域可对应于特定模块2001。例如,GUI 2008的第一部分或区域可对应于第一模块,并且GUI 2008的第二部分或区域可对应于第二模块。由于不同和/或另外的模块2001连接到模块化能量系统堆叠,GUI 2008可调节以容纳每个新添加的模块2001的不同和/或附加的控件或移除被移除的每个模块2001的控件。显示器的对应于连接到头模块2002的特定模块的每个部分可显示对应于该模块的控件、数据、用户提示和/或其他信息。例如,在图12中,所描绘的GUI 2008的第一或上部部分2052显示与连接到头模块2002的能量模块2004相关联的控件和数据。具体地讲,用于能量模块2004的GUI 2008的第一部分2052提供对应于双极端口2014的第一桌面小程序2056a、对应于第一单极端口2016a的第二桌面小程序2056b、对应于第二单极端口2016b的第三桌面小程序2056c和对应于组合能量端口2020的第四桌面小程序2056d。这些桌面小程序2056a-d中的每个桌面小程序提供与其端口组件2012的对应端口相关的数据以及用于控制由能量模块2004通过端口组件2012的相应端口递送的能量模态的模式和其他特征部的控件。例如,桌面小程序2056a-d可被配置成能够显示连接到相应端口的外科器械的功率水平,改变连接到相应端口的外科器械的操作模式(例如,将外科器械从第一功率水平改变为第二功率水平和/或将单极外科器械从“喷雾”模式改变为“混合”模式)等等。
在一个方面,头模块2002可包括除GUI 2008之外或代替GUI 2008的各种物理控件2011。此类物理控件2011可包括例如电源按钮,该电源按钮控制对连接到模块化能量系统2000中的头模块2002的每个模块2001的功率施加。另选地,电源按钮可显示为GUI 2008的一部分。因此,头模块2002可用作单个接触点,并且无需单独地激活和去激活构成模块化能量系统2000的每个单独的模块2001。
在一个方面,头模块2002可显示与构造模块化能量系统2000的外科模块2001或以可通信的方式联接到模块化能量系统2000的外科装置相关联的静止图像、视频、动画和/或信息。头模块2002显示的静止图像和/或视频可以从内窥镜或以可通信的方式联接到模块化能量系统2000的另一个可视化装置接收。GUI 2008的动画和/或信息可覆盖在图像或视频馈送上或与图像或视频馈送相邻显示。
在一个方面,除头模块2002之外的模块2001可被配置成能够同样将信息中继给用户。例如,能量模块2004可包括围绕端口组件2012的每个端口设置的光组件2015。光组件2015可被配置成能够根据其颜色或状态(例如,闪烁)向用户中继关于端口的信息。例如,当插头完全坐置在相应端口内时,光组件2015可以从第一颜色改变为第二颜色。在一个方面,光组件2015的颜色或状态可由头模块2002控制。例如,头模块2002可使每个端口的光组件2015显示对应于GUI 2008上的端口的颜色显示的颜色。
图13是根据本公开的至少一个方面的模块化能量系统3000的独立集线器配置的框图,并且图14是根据本公开的至少一个方面的与外科控制系统3010集成的模块化能量系统3000的集线器配置的框图。如图13和图14中所示,模块化能量系统3000可用作独立单元或与控制一个或多个外科集线器单元和/或从一个或多个外科集线器单元接收数据的外科控制系统3010集成。在图13至图14中所示的示例中,模块化能量系统3000的集成头/UI模块3002包括一起集成为单个模块的头模块和UI模块。在其他方面,头模块和UI模块可作为通过数据总线3008通信地联接的单独部件提供。
如图13中所示,独立模块化能量系统3000的示例包括联接到能量模块3004的集成头模块/用户界面(UI)模块3002。功率和数据通过功率接口3006和数据接口3008在集成头/UI模块3002与能量模块3004之间传输。例如,集成头/UI模块3002可通过数据接口3008将各种命令传输到能量模块3004。此类命令可基于来自UI的用户输入。又如,功率可通过功率接口3006被传输到能量模块3004。
在图14中,外科集线器配置包括与控制系统3010和接口系统3022集成的模块化能量系统3000,用于管理到和/或来自模块化能量系统3000的数据和功率传输,等等。图14所示的模块化能量系统包括集成头模块/UI模块3002、第一能量模块3004和第二能量模块3012。在一个示例中,数据传输路径通过数据接口3008通过第一能量模块3004和头/UI模块3002在控制系统3010的系统控制单元3024与第二能量模块3012之间建立。此外,功率路径通过功率接口3006通过第一能量模块3004在集成头/UI模块3002与第二能量模块3012之间延伸。换句话讲,在一个方面,第一能量模块3004被配置成能够通过功率接口3006和数据接口3008用作第二能量模块3012与集成头/UI模块3002之间的功率接口和数据接口。该布置方式允许模块化能量系统3000通过无缝地将附加能量模块连接到已经连接到集成头/UI模块3002的能量模块3004、3012而扩展,而无需集成头/UI模块3002内的专用功率接口和能量接口。
系统控制单元3024(在本文中可称为控制电路、控制逻辑部件、微处理器、微控制器、逻辑部件或FPGA或它们的各种组合)经由能量接口3026和器械通信接口3028联接到系统接口3022。系统接口3022经由第一能量接口3014和第一器械通信接口3016联接到第一能量模块3004。系统接口3022经由第二能量接口3018和第二器械通信接口3020联接到第二能量模块3012。当附加模块(诸如附加能量模块)堆叠在模块化能量系统3000中时,附加能量接口和通信接口提供在系统接口3022与附加模块之间。
能量模块3004、3012可连接到集线器并且能够被配置成能够生成用于多种能量外科器械的电外科能量(例如,双极或单极)、超声能量或它们的组合(在本文中称为“高级能量”模块)。一般来讲,能量模块3004、3012包括硬件/软件接口、超声控制器、高级能量RF控制器、双极RF控制器以及由控制器执行的控制算法,这些控制算法接收来自控制器的输出并相应地控制各种能量模块3004、3012的操作。在本公开的各个方面,本文所述的控制器可被实现为控制电路、控制逻辑部件、微处理器、微控制器、逻辑部件或FPGA或它们的各种组合。
在一个方面,参见图13至图14,模块化能量系统3000的模块可包括允许跨患者隔离边界高速通信(10Mb/s至50Mb/s)的光学链路。该链路将承载装置通信、抑制信号(监视器等)和低带宽运行时数据。在一些方面,光学链路将不包含可在非隔离侧上进行的实时采样数据。
在一个方面,参见图13至图14,模块化能量系统3000的模块可包括多功能电路块,该多功能电路块可以:(i)经由A/D和电流源读取存在电阻器值,(ii)经由手动开关Q协议与传统器械通信,(iii)经由本地总线单线协议与器械通信,以及(iv)与启用CAN FD的外科器械通信。当外科器械被能量发生器模块正确地识别时,相关的引脚功能和通信电路被启用,而其他未使用的功能被禁用或断开并且被设置为高阻抗状态。
在一个方面,参见图13和图14,模块化能量系统3000的模块可包括脉冲/刺激/辅助放大器。这是基于全桥输出的灵活使用放大器,并且包含功能隔离。这允许其差分输出参考所施加部分(除了在一些方面的单极有源电极之外)上的任何输出连接。放大器输出可以是具有由DAC提供的波形驱动的小信号线性(脉冲/激励)或用于DC应用(诸如DC马达、照明、FET驱动器等)的中等输出功率的方波驱动。利用功能隔离的电压和电流反馈来感测输出电压和电流,以向FPGA提供准确的阻抗和功率测量值。与启用CAN FD的器械配对,该输出可提供马达/运动控制驱动,而位置或速度反馈由CAN FD接口提供以用于闭环控制。
如本文更详细地描述的,模块化能量系统包括头模块和一个或多个功能模块或外科模块。在各种情况下,模块化能量系统是一种模块化能量系统。在各种情况下,外科模块包括能量模块、通信模块、用户界面模块;然而,外科模块可以被设想为与模块化能量系统一起使用的任何合适类型的功能模块或外科模块。
模块化能量系统提供了外科规程中的许多优点,如上文结合模块化能量系统2000(图6至图12)、3000(图13、图15)所描述的。然而,电缆管理和设置/拆卸时间可为重大阻碍。本公开的各种方面提供了一种模块化能量系统,该模块化能量系统具有单根电力电缆和单个功率开关以控制整个模块化能量系统的启动和关机,这消除了激活和去激活构成模块化能量系统的每个单独模块的需要。另外,本公开的各种方面提供了一种模块化能量系统,该模块化能量系统具有有利于功率向模块化能量系统的模块的安全且在一些情况下同时的递送的功率管理方案。
在各个方面,如图15所示,模块化能量系统6000在许多方面类似于模块化能量系统2000(图6至图12)、3000(图13、图15)。为了简洁起见,与模块化能量系统2000和/或模块化能量系统3000类似的模块化能量系统6000的各种细节在本文中不再重复。
模块化能量系统6000包括头模块6002和“N”个数量的外科模块6004,其中“N”为大于或等于1的整数。在各种示例中,模块化能量系统6000包括UI模块诸如UI模块3030和/或通信模块诸如通信模块3032。此外,直通集线器连接器使单独模块以堆叠构型彼此联接。在图15的示例中,头模块6002经由直通集线器连接器6005、6006联接到外科模块6004。
模块化能量系统6000包括示例性电源架构,该电源架构由向堆叠中的所有外科模块提供功率的单个AC/DC功率源6003组成。AC/DC功率源6003座置在头模块6002中,并且利用功率底板6008将功率分配到叠堆中的每个模块。图15的示例展示了功率底板6008上的三个单独功率域:主功率域6009、待机功率域6010和以太网交换机功率域6013。
在图15所示的示例中,功率底板6008通过多个中间模块6004从头模块6002延伸到堆叠中的最底部或最远模块。在各个方面,功率底板6008被配置成能够通过叠堆中其前面的一个或多个其他外科模块6004将功率递送到外科模块6004。从头模块6002接收功率的外科模块6004可联接到被配置成能够将治疗能量递送到患者的外科器械或工具。
主功率域6009是模块6002、6004的功能模块专用电路6013、6014、6015的主功率源。其由向每个模块提供的单个电压轨组成。在至少一个示例中,可选择60V的标称电压以高于任何模块所需的本地轨,使得这些模块可仅仅实现降压调节,这通常比升压调节更有效。
在各个方面,主功率域6009由头模块6002控制。在某些情况下,如图15所示,本地功率开关6018被定位在头模块6002上。在某些情况下,例如,远程接通/断开接口6016可被配置成能够控制头模块6002上的系统功率控件6017。在至少一个示例中,远程接通/断开接口6016被配置成能够传输脉冲离散命令(开和关的单独命令)和功率状态遥测信号。在各种情况下,主功率域6009被配置成能够在用户发起的上电后将功率分配到堆叠构型中的所有模块。
在各个方面,如图16所示,模块化能量系统6000的模块能够经由通信(串行总线/以太网)接口6040以可通信的方式联接到头模块6002和/或彼此以可通信的方式联接,使得由构成模块化能量系统的模块并且在其间共享数据或其他信息。例如,可从主功率域6009导出以太网交换机域6013。以太网交换机功率域6013被隔离成单独的功率域,该单独的功率域被配置成能够对堆叠构型中的模块中的每一个模块内的以太网交换机供电,使得主通信接口6040在模块的本地功率被移除时将保持通电。在至少一个示例中,主通信接口6040包括1000BASE-T以太网,其中每个模块表示网络上的节点,并且头模块6002下游的每个模块包含用于将流量路由到本地模块或在适当时向上游或下游传递数据的3端口以太网交换机。
此外,在某些示例中,模块化能量系统6000包括模块之间的用于关键的功率相关功能(包括模块供电排序和模块功率状态)的辅助低速通信接口。辅助通信接口可例如为多点局域互联网络(LIN),其中头模块是主模块并且所有下游模块是从模块。
在各个方面,如图15中所示,待机功率域6010是来自AC/DC功率源6003的单独输出,在功率源连接到主功率6020时始终通电。待机功率域6010由系统中的所有模块用来对缓解的通信接口供电,并且控制每个模块的本地功率。此外,待机功率域6010被配置成能够向在待机模式下关键的电路诸如接通/断开命令检测、状态LED、辅助通信总线等供电。
在各个方面,如图15所示,单独外科模块6004不含独立功率源,因此依靠头模块6002来在堆叠构型中供电。仅头模块6002直接连接到主功率6020。外科模块6004不含至主功率6020的直接连接,并且可仅在堆叠构型中接收功率。该布置方式改善了单独外科模块6004的安全性,并且减少了模块化能量系统6000的总占地面积。该布置方式进一步减少了模块化能量系统6000的正确操作所需的线绳数量,这可减少手术室中的混乱和占地面积。
因此,与模块化能量系统6000的呈堆叠构型的外科模块6004连接的外科器械接收用于组织治疗的治疗能量,该治疗能量由外科模块6004利用从头模块6002的AC/DC功率源6003递送到外科模块6004的功率生成。
在至少一个示例中,虽然头模块6002以堆叠构型与第一外科模块6004’组装在一起,但能量可从AC/DC功率源6003流动到第一外科模块6004’。此外,虽然头模块6002以堆叠构型与第一外科模块6004’(连接到头模块6002)和第二外科模块6004”(连接到第一外科模块6004’)组装在一起,但能量可通过第一外科模块6004’从AC/DC功率源6003流动到第二外科模块6004”。
头模块6002的AC/DC功率源6003所生成的能量传输穿过在整个模块化能量系统6000中限定的分段功率底板6008。在图15的示例中,头模块6002座置了功率底板区段6008’,第一外科模块6004’座置了功率底板区段6008”,并且第二外科模块6004”座置了功率底板区段6008”’。功率底板区段6008’以堆叠构型可拆卸地联接到功率底板区段6008”。此外,功率底板6008”以堆叠构型可拆卸地联接到功率底板区段6008”’。因此,能量从AC/DC功率源6003流动到功率底板区段6008’,再流动到功率底板区段6008”,然后流动到功率底板区段6008”’。
在图15的示例中,功率底板区段6008’经由直通集线器连接器6005、6006以堆叠构型可拆卸地连接到功率底板区段6008”。此外,功率底板区段6008”经由直通集线器连接器6025、6056以堆叠构型可拆卸地连接到功率底板区段6008”’。在某些情况下,从堆叠构型移除外科模块会切断其与功率源6003的连接。例如,将第二外科模块6004”与第一外科模块6004’分开将使功率底板区段6008”’与功率底板区段6008”断开连接。然而,只要头模块6002和第一外科模块6004’保持处于堆叠构型,功率底板区段6008”与功率底板区段6008”’之间的连接就保持完整。因此,在使第二外科模块6004”断开连接之后,能量仍可通过头模块6002与第一外科模块6004’之间的连接流动到第一外科模块6004’。在某些情况下,可通过简单地拉开外科模块6004来实现分开连接的模块。
在图15的示例中,模块6002、6004中的每一者包括缓解的模块控件6023。缓解的模块控件6023被联接到对应的本地功率调节模块6024,这些对应的本地功率调节模块被配置成能够基于来自缓解的模块控件6023的输入来调节功率。在某些方面,缓解的模块控件6023允许头模块6002独立地控制本地功率调节模块6024。
模块化能量系统6000还包括缓解的通信接口6021,该缓解的通信接口包括在缓解的模块控件6023之间延伸的分段通信底板6027。分段通信底板6027在许多方面类似于分段功率底板6008。可通过在整个模块化能量系统6000中限定的分段通信底板6027来实现头模块6002的缓解的模块控件6023与外科模块6004之间的缓解的通信。在图15的示例中,头模块6002座置了通信底板区段6027’,第一外科模块6004’座置了通信底板区段6027”,并且第二外科模块6004”座置了通信底板区段6027”’。通信底板区段6027’经由直通集线器连接器6005、6006以堆叠构型可拆卸地联接到通信底板区段6027”。此外,通信底板6027”经由直通集线器连接器6025、6026以堆叠构型可拆卸地联接到通信底板区段6027”。
尽管图15的示例描绘了模块化能量系统6000包括头模块6002和两个外科模块6004’、6004”,但这不是限制性的。本公开设想了具有更多或更少外科模块的模块化能量系统。在一些方面,模块化能量系统6000包括其他模块,诸如通信模块。在一些方面,头模块6502支撑显示屏,诸如显示器2006(图7A),该显示器呈现GUI,诸如用于中继关于连接到头模块6002的模块的信息的GUI 2008。显示屏2006的GUI 2008可提供构成模块化能量系统的特定构型的所有模块的合并控制点。
图16描绘了模块化能量系统6000的简化示意图,该简化示意图示出了头模块6002与外科模块6004之间的主通信接口6040。主通信接口6040以可通信的方式连接头模块6002和外科模块6004的模块处理器6041、6041’、6041”。头模块的模块处理器6041所生成的命令经由主通信接口6040向下游传输到期望的功能外科模块。在某些情况下,主通信接口6040被配置成能够建立邻近模块之间的双向通信路径。在其他情况下,主通信接口6040被配置成能够建立邻近模块之间的单向通信路径。
此外,主通信接口6040包括在许多方面类似于分段功率底板6008的分段通信底板6031。可通过在整个模块化能量系统6000中限定的分段通信底板6031实现头模块6002与外科模块6004之间的通信。在图16的示例中,头模块6002座置了通信底板区段6031’,第一外科模块6004’座置了通信底板区段6031”,并且第二外科模块6004”座置了通信底板区段6031”’。通信底板区段6031’经由直通集线器连接器6005、6006以堆叠构型可拆卸地联接到通信底板区段6031”。此外,通信底板6031”经由直通集线器连接器6025、6026以堆叠构型可拆卸地联接到通信底板区段6031”。
在至少一个示例中,如图16所示,使用在千兆位以太网接口上运行的DDS框架来实现主通信接口6040。模块处理器6041、6041’、6041”连接到千兆位以太网物理层6044和千兆位以太网交换机6042’、6042”。在图16的示例中,分段通信底板6031连接邻近模块的千兆位以太网物理层6044和千兆位以太网交换机6042。
在各个方面,如图16所示,头模块6002包括单独千兆位以太网物理层6045以实现与头模块6002的处理器模块6041的外部通信接口6043。在至少一个示例中,头模块6002的处理器模块6041处理防火墙和信息路由。
参见图15,AC/DC功率源6003可提供AC状态信号6011,该AC状态信号指示AC/DC功率源6003所供应的AC电力的损失。可经由分段功率底板6008将AC状态信号6011提供给模块化能量系统6000的所有模块,以允许在主输出功率损失之前每个模块有尽可能多的时间平稳关机。例如,AC状态信号6011由模块专用电路6013、6014、6015接收。在各种示例中,系统功率控件6017可被配置成能够检测AC功率损失。在至少一个示例中,经由一个或多个合适的传感器来检测AC功率损失。
参见图15和图16,确保模块化能量系统6000的模块中的一个模块的本地电源故障不会禁用整个电源总线,对所有模块的主电源输入都可以装有保险丝,或者可以使用类似的限流方法(电子保险丝、断路器等)。此外,以太网交换机功率被分离成单独功率域6013,使得在移除模块的本地功率时主通信接口6040保持通电。换句话讲,可以从外科模块移除和/或转移主功率而不丧失主功率与其他外科模块6004和/或头模块6002通信的能力。
已经描述了模块化能量系统2000、3000、6000的头和模块的一般实施方式,本公开现在转向描述其他模块化能量系统的各个方面。其他模块化能量系统基本上类似于模块化能量系统2000、模块化能量系统3000和/或模块化能量系统6000。为了简洁起见,在以下部分中描述的与模块化能量系统2000、模块化能量系统3000和/或模块化能量系统6000类似的其他模块化能量系统的各种细节在本文中不进行重复。下面描述的其他模块化能量系统的任何方面可以被引入到模块化能量系统2000、模块化能量系统3000或模块化能量系统6000中。
模块化能量系统底板连接器的机械附接特征
已经描述了模块化能量系统2000、3000、6000的一般实施方式,本公开现在转向模块化能量系统2000、3000、6000的底板连接器的各个方面。在一个方面,下面描述的底板连接器可以被添加到容纳不同高度的模块的模块化能量系统2000、3000、6000中的任一者的任何模块。在另一个方面,底板连接器可被构建到模块壳体中。在另一个方面,底板连接器可以将模块化能量系统2000、3000、6000中的任一者的堆叠模块与低轮廓电缆电连接和物理连接。在另一个方面,底板连接器可以附接到具有卡扣特征的任何模块化能量系统2000、3000、6000的模块。
模块化能量系统可具有多个彼此堆叠在一起的模块。模块能量系统的模块可包含物理连接和电连接堆叠模块的底板连接器子组件。在一个方面,每个底板连接器子组件可能需要承受两个模块的重量,这可能由于用户在堆叠模块时的未对准而发生。因此,为了承受两个模块的重量,底板连接器可能需要能够承受重量的稳固的附接。另外,在一个方面,可能需要底板连接器子组件适应于未来模块的不同高度而不修改连接器设计。另外,可要求附接特征从单元的外部不可见以保持理想的美观。
在一个方面,底板连接器子组件的后面板可具有与之附接的支撑构件。支撑构件可用于经由每个连接器的侧面中的配合孔洞附接上游连接器和下游连接器。在一个方面,后面板附接特征或支撑构件可以是附接到片状金属后面板的紧固件插入件。此类紧固件插入件包括由PennEngineering制造的商品名为PEM的插入件。此类紧固件包括利用自铆接、拉削、扩口、表面安装或焊接技术的任何一种或多种紧固件,以在例如金属薄片、PCB材料和其他可延展或非可延展的薄材料中提供牢固、可重复使用且永久的螺纹和安装点。一旦附接,上游连接器便可具有肋,这些肋向下延伸并且可以在附接到后面板以用于增加机械支撑的正方形紧固件插入件例如支撑凸缘上触发。
在一个方面,紧固件插入件被设计成用于经由螺纹、拉链带等附接部件,因此这是使用这些插入件的一种非传统方式。根据初步有限元分析,设计可承受至少60磅的负载而不超出承载力。在一个方面,通过使用紧固件插入件来将支撑构件附接到面板,与面板的附接从面板的后部几乎不可见,这满足了美学要求。该设计可适用于未来模块,因为支撑构件可以附接到另一模块的片状金属后面板,而不需要修改底板连接器本身。
在一个方面,图17至图19示出了底板连接器子组件343。主要参见图17,后面板202具有附接到后面板202的内表面208的2组支撑构件。第一组支撑构件212、214附接上游连接器200,并且第二组支撑构件220、222附接下游连接器280。在一个方面,可存在4个支撑构件来附接上游连接器和下游连接器,诸如支撑构件212、214、220、222。在另一个方面,可存在用于附接上游连接器和下游连接器的任何数量的支撑构件,诸如用于上游的1个支撑构件以及用于下游的1个支撑构件。
主要参见图19,支撑构件212、214、220、222被附接到后面板202并且远离该后面板延伸。例如,支撑构件212、214、220、222可以是附接到后面板202的表面208的紧固件插入件。在一个方面,支撑构件可以远离后面板202竖直地延伸。在其他方面,支撑构件212、214、220、222可以任何角度远离后面板202延伸。支撑凸耳216、218可以在第一组支撑构件212、214与第二组支撑构件220、222之间附接到后面板202。支撑凸耳216、218可以从第一组支撑构件212、214偏移。后面板202可具有通风孔洞224以允许空气流入模块中。另外,后面板202可具有侧边缘226以允许后面板附接到模块的壳体。
参见图17和图18,上游连接器200可通过将配合孔洞滑动到支撑构件212、214上而附接到后面板202。下游连接器254通过与上游连接器200类似的方式附接到后面板202。例如,下游连接器254可通过将配合孔洞滑动到支撑构件220、222上而附接到后面板202。图17示出了从后面板202分离的上游连接器200和下游连接器254。图18示出了附接到后面板202的上游连接器200和下游连接器254。
仍然参见图17和图18,上游连接器200可通过将配合孔洞滑动到后面板202的支撑构件212、214上而附接到后面板202。配合孔洞可位于上游连接器200的下部部分260上,例如可存在位于每个突起262、264中的配合孔洞。外壳234可远离下部部分260延伸,终止于上部部分232。主要参见图18,当上游连接器200附接到后面板202时,外壳234的一部分和上部部分232延伸经过后面板202的顶部边缘204。孔洞240是电部件可以从堆叠中上方的模块到达堆叠中下方的物理连接的模块的位置。电力和电连通可在两个模块之间传递。支撑肋236、238可以沿外壳234的相反方向远离下部部分260延伸。支撑肋236可以在突起264处附接到上游连接器200,并且支撑肋238可以在突起262处附接到上游连接器200。主要参见图18,当上游连接器200附接到后面板202时,支撑肋236、238可以搁置在支撑凸耳216、218上。支撑肋236可以搁置在支撑凸耳216上,并且支撑肋238可以搁置在支撑凸耳218上。应当指出,没有支撑肋的设计也是可能的。
仍然参见图17和图18,下游连接器254可通过将配合孔洞滑动到后面板202的支撑构件220、222上而附接到后面板202。配合孔洞可位于突起278、280中。外壳274可远离突起278、280延伸。主要参见图18,当下游连接器254附接到后面板202时,下游连接器254的底部290可以与后面板202的底部边缘206对准。孔洞276是电部件可以穿过模块到达堆叠中下方的下一模块的位置。下游连接器254可在下游连接器254的底表面290处具有腔体272。在模块的堆叠期间,腔体272可以与上游连接器的上部部分232配合。
当堆叠模块时,下部模块的上游连接器200的上部部分232可进入位于上部模块中的下游连接器254的腔体272,以将两个模块电连接和物理连接。例如,当模块被堆叠时,上部部分232可进入腔体272,并且下游连接器254内部的插头可进入孔洞240并且与上游连接器200内部的插头连接以电连接模块。在一个方面,插头可被集成到连接器组件中,使得它是一个模制部件而不是两个单独的部件。在另一个方面,插头可以是插入到连接器中的单独部件。在又一方面,电引脚/触点可被集成到连接器中,例如压入连接器中。在一个方面,电线可以在上游连接器230内部的插头处开始并且在模块中的印刷电路板处终止。在一个方面,类似地,电线可以在下游连接器270内部的插头处开始并且在模块中的印刷电路板处终止。无论模块的高度如何,多个模块都可以彼此堆叠在一起。每个模块可具有相同的上游连接器200和下游连接器254,这可允许模块在模块被堆叠时物理连接和电连接。当模块被堆叠和连接时,电力可通过上游连接器200传输到模块中,然后通过下游连接器254传输到堆叠中下方的下一模块。电连通可以双向通过上游连接器200和下游连接器254。
为了更好地理解堆叠,下面是堆叠3个模块的示例。第一模块可以在堆叠的底部,第二模块可以在堆叠的中间,并且第三模块可以在堆叠的顶部。第二模块可堆叠在第一模块的顶部上。然后,第一模块的上游连接器200的上部部分232可进入第二模块的下游连接器254的腔体272。第一模块和第二模块然后可以物理连接和电连接。然后,第三模块可以堆叠在第二模块的顶部上。然后,第二模块的上游连接器200的上部部分232可进入第三模块的下游连接器254的腔体272。第一模块、第二模块和第三模块然后可以物理连接和电连接。上游连接器200和下游连接器254在每个模块中可以是相同的。模块的高度可以变化,因为上游连接器200和下游连接器254连接到模块本身的后面板202。
底板连接器的机械附接特征
图20至图29示出了与图17至图19的底板连接器子组件343基本上类似的替代的底板连接器子组件345的不同视图。图20示出了另选的上游连接器230,该另选的上游连接器可基本上类似于上游连接器200。为了简洁起见,将不再重复所有相同的细节。上游连接器230可包括上部部分232、孔洞240、外壳234、下部部分260、两个突起262、264,以及与支撑构件212、214配合的孔洞,其中这些特征中的每一个特征与上游连接器200基本上类似。上游连接器230可具有位于突起264的表面258上的孔洞244和位于突起262的表面256上的孔洞242。表面256可以从外壳234偏移距离d1,并且表面258可以从外壳234偏移相同的距离d1。上游连接器230可包括4个支撑肋,这些支撑肋远离下部部分260延伸。可存在远离突起264延伸的两个支撑肋246、248,以及远离突起262延伸的两个支撑肋250、252。孔洞240是电部件可以从堆叠中上方的模块到达堆叠中下方的物理连接的模块的位置。
图21示出了可以与下游连接器254基本上类似的替代的下游连接器270。为了简洁起见,将不再重复所有相同的细节。下游连接器270可包括外壳274、两个突起278、280、腔体272,以及与支撑构件220、222配合的孔洞,其中这些特征中的每一个特征基本上类似于下游连接器254。下游连接器270可具有位于突起278的表面284上的孔洞286和位于突起280的表面282上的孔洞288。表面282可以从外壳274偏移距离d2,并且表面258可以从外壳274偏移相同的距离d2。孔洞276是电部件可以从堆叠中的当前模块传递到堆叠中下方的物理连接的模块的位置。下游连接器270可具有底表面290,并且在该表面上可存在腔体272。在模块堆叠期间,可以使腔体272与上游连接器230的上部部分232配合。在一个方面,当模块被堆叠时,上部模块的下游连接器270与下部模块的上游连接器230配合以物理连接和电连接两个模块。例如,当下游连接器270和上游连接器230配合时,孔洞240和孔洞276允许电部件连接在上部模块和下部模块之间。
图22示出了可以与下游连接器254基本上类似的替代的后面板210。为了简洁起见,将不再重复所有相同的细节。后面板210可具有顶部边缘204、底部边缘206、第一组支撑构件212、214、第二组支撑构件220、222、表面208、侧边缘226、通风孔洞224,以及支撑凸耳216、218,其中这些特征中的每一个特征基本上类似于后面板202。支撑凸耳216、218可以在第一组支撑构件212、214与第二组支撑构件220、222之间附接到表面208。在一个方面,相比于第二组支撑构件220、222,支撑凸耳216、218可以更靠近第一组支撑构件212、214附接。在一个方面,支撑构件212、214、220、222可以远离后面板202竖直地延伸。在其他方面,支撑构件212、214、220、222可以任何角度远离后面板202延伸。
参见图23,上游连接器230和下游连接器270连接到后面板210。上游连接器230可通过将孔洞242、244滑动到支撑构件212、214上而附接到后面板210。例如,孔洞242滑动到支撑构件212上并且孔洞244滑动到支撑构件214上。例如,上游连接器230可以将孔洞242、244滑动到支撑构件212、214上,使得表面256、258接触表面208。一旦上游连接器230滑动到支撑构件212、214上,上游连接器230就可以附接到后面板210。一旦上游连接器230附接到后面板210,支撑肋246、248、250、252就可以搁置在支撑凸缘216、218上。例如,支撑肋250、252可以搁置在支撑凸耳216上,并且支撑肋246、248可以搁置在支撑凸耳218上。在一个方面,当模块被堆叠时,支撑肋246、248、250、252提供附加的物理支撑。上游连接器230可具有延伸经过后面板210的顶部边缘204的上部部分232。孔洞240是电部件可以从堆叠中上方的模块到达堆叠中下方的物理连接的模块的位置。
仍然参见图23,下游连接器270可通过将孔洞288、286滑动到支撑构件220、222上而附接到后面板210。例如,孔洞288滑动到支撑构件220上并且孔洞286滑动到支撑构件222上。例如,下游连接器270可以将孔洞288、286滑动到支撑构件220、222上,使得表面282、284接触表面208。一旦下游连接器270滑动到支撑构件220、222上,下游连接器270就可以附接到后面板210。下游连接器270可具有与底部边缘206对准的表面290,使得没有延伸经过后面板210的底部边缘206的部分。孔洞276是来自当前模块的电部件可以传递到堆叠中下方的下一模块的位置。
图24示出了图23中所示的后面板210的后视图。换句话讲,图24示出了从外部观察的模块背面的视图,其中图23示出了从模块内部观察的后面板210的视图。参见图24,上部部分232可延伸经过后面板210的顶部边缘204。凹口212a、214a可以是从支撑构件212、214的附接件从模块的外部看到的所有凹口。凹口216a、218a可以是从支撑脊216、218的附接件从模块的外部看到的所有凹口。凹口220a、222a可以是从支撑构件220、222的附接件的模块的外部看到的所有凹口。从模块的外部,可能看不到下游连接器270。
图25至图27示出了底板连接器子组件的导线中的一些导线。参见图25和图26,在一个方面,电线294可以从上游连接器230内部的插头降落并且终止于插头296处。在一个方面,电线294可用于在堆叠的模块之间发送数据,例如从堆叠中较高的模块向当前模块来回发送数据。参见图27,电线304可以从上游连接器230内部的插头降落并且终止于插头296处。在一个方面,电线304可用于在堆叠的模块之间发送数据,例如从堆叠中较高的模块向当前模块来回发送数据。参见图25和图26,电线292可以来自下游连接器270内部的插头并且终止于插头296处。在一个方面,电线292可用于在堆叠的模块之间发送数据,例如从堆叠中较低的模块向当前模块来回发送数据。参见图28和图29,模块的印刷电路板306可以与插头296连接。在一个方面,印刷电路板306控制模块并且通过导线组294、304、292接收传输信号。例如,印刷电路板能够向堆叠在当前模块上方和下方的模块发送数据以及从堆叠在当前模块上方和下方的模块发送数据。参见图25至图29,电线298和电线300可以来自上游连接器230中的插头并且终止于插头302。在一个方面,电线298和电线300可用于将电力输送到当前模块。
当堆叠模块时,下部模块的上游连接器230的上部部分232可进入位于上部模块中的下游连接器270的腔体272,将两个模块电连接和物理连接。在一个方面,上游连接器230内部的插头可以与下游连接器270内部的插头连接以电连接堆叠的模块。例如,当模块被堆叠时,上部部分232可进入腔体272,并且下游连接器270内部的插头可进入孔洞240并且与上游连接器230内部的插头连接以电连接模块。在一个方面,插头可被集成到连接器组件中,使得它是一个模制部件而不是两个单独的部件。在另一个方面,插头可以是插入到连接器中的单独部件。在又一方面,电引脚/触点可被集成到连接器中,例如压入连接器中。在一个方面,电线可以在上游连接器230内部的插头处开始并且在模块中的印刷电路板处终止。在一个方面,类似地,电线可以在下游连接器270内部的插头处开始并且在模块中的印刷电路板处终止。无论模块的高度如何,多个模块都可以彼此堆叠在一起。每个模块可具有相同的上游连接器230和下游连接器270,这允许模块在模块被堆叠时物理连接和电连接。当模块被堆叠和连接时,电力通过上游连接器230传输到模块中,然后通过下游连接器270传输到堆叠中下方的下一个模块。电连通可以双向通过上游连接器230和下游连接器270。
为了更好地理解堆叠,下面是堆叠3个模块的示例。第一模块可以在堆叠的底部,第二模块可以在堆叠的中间,并且第三模块可以在堆叠的顶部。第二模块可堆叠在第一模块的顶部上。然后,第一模块的上游连接器230的上部部分232可进入第二模块的下游连接器270的腔体272。第一模块和第二模块然后可以物理连接和电连接。然后,第三模块可以堆叠在第二模块的顶部上。第二模块的上游连接器230的上部部分232可进入第三模块的下游连接器270的腔体272。第一模块、第二模块和第三模块然后可以物理连接和电连接。上游连接器230和下游连接器270在每个模块中可以是相同的。模块的高度可以变化,因为上游连接器230和下游连接器270连接到模块本身的后面板210。
能量模块桥连接器
在各个方面,允许最终用户将任何合适数量的模块组装成支持电能在模块之间流动的多种不同堆叠构型。不同类型的模块中的每种模块提供不同的功能,从而允许人员通过定制被包括在每个外科平台中的模块来定制由每个外科平台提供的功能。模块化能量系统由最终用户在外科规程之前或期间组装或修改。由于制造商不参与模块化能量系统的最终组装,因此采取合适的预防措施来确保组装的模块化能量系统的正确堆叠和/或模块化能量系统内模块的对准。
如上所述,一个或多个模块可以多种不同的堆叠构型连接在一起以形成各种模块化能量系统。当以多种不同的堆叠构型定位时,外科模块被配置成能够在它们之间传送和传输电力。设想可利用外部接线连接以便在堆叠在一起时电联接模块,以有利于通信信号和电力的传输。然而,期望模块可连接在一起而无需外部接线以有利于由最终用户安全组装和拆卸。为此,模块可包括桥连接器,该桥连接器被配置成能够在模块被组装或接合在一起时在模块化能量系统中的模块之间传输电力和/或通信信号。
在一个一般方面,本公开提供了定位在可堆叠的能量模块的顶部上的连接器和底部上的插座,该可堆叠的能量模块可通过多个单元(即,模块)承载通信和电力。当多个能量模块一起组装成模块化能量系统时,连接器形状有利于一系列电力和通信线路的机械对准,然后接地,然后电接触。
在另一个一般方面,本公开提供了桥电路,该桥电路分段成驻留在每个模块内的相同板,并且通过连接器连接,该连接器被成形以将可变数量的堆叠模块(包括头模块)对准并连接在一起。
在另一个一般方面,本公开提供了一种模块连接器,该模块连接器被配置成能够具有第一或收起构型和第二或延伸构型。用于能量模块(和/或模块化能量系统的其他模块)的模块化连接器可以在模块之间承载通信和电力两者,其中连接器被配置成能够在具有第一薄型的收起构型和提供模块之间的电连接和机械连接两者的延伸构型之间转变。
在又一个一般方面,本公开提供了一种外科平台,该外科平台包括第一外科模块和第二外科模块。第一外科模块被配置成能够与第二外科模块以堆叠构型组装。第一外科模块包括第一桥连接器部分,该第一桥连接器部分包括第一外部壳体和第一电连接元件。第二外科模块包括第二桥连接器部分,该第二桥连接器部分包括第二外部壳体和第二电连接元件。第二外部壳体被成形并被配置成能够在组装期间在第二电连接元件接合第一电连接元件之前接合第一外部壳体。
在又一个一般方面,本公开提供了一种外科平台,该外科平台包括第一外科模块和第二外科模块。第一外科模块包括第一封装件,该第一封装件包括底部表面、第一桥连接器,其中第一桥连接器包括凹陷部、第一印刷电路板(PCB)和连接到第一PCB的第一线组件。第一线组件从第一PCB延伸到第一桥连接器,并且第一线组件可操作地联接到第一桥连接器。第二外科模块包括第二封装件,该第二封装件包括顶部表面、第二桥连接器、第二PCB和连接到第二PCB的第二线组件。第二桥连接器远离顶部表面延伸,并且第二桥连接器被配置成能够定位在第一外科模块的第一桥连接器的凹陷部中。第二线组件从第二PCB延伸到第二桥连接器,并且第二线组件可操作地联接到第二桥连接器。当第二桥连接器定位在第一桥连接器中时,第二线组件与第一线组件电联接。
现在参见图30和图31,示出了一种构型,其中三个外科模块:第一模块10002、第二模块10004和第三模块10006,由最终用户利用内部接线布置以堆叠构型组装在一起,以有利于在模块化能量系统10000中的模块之间传输通信信号和电力。每个模块10002、10004和10006可以是相同类型的外科模块或不同类型的外科模块。例如,每个模块10002、10004和10006可以是头模块、能量模块、发生器模块、成像模块、排烟模块、抽吸/冲洗模块、通信模块、处理器模块、存储阵列、联接到显示器的外科装置、非接触式传感器模块或其他模块化装置。这些和其他此类模块描述于上文的标题“外科集线器”和“模块化能量系统”下。
每个模块10002、10004和10006可包括桥连接器。例如,第一模块10002可包括下部桥连接器10008,第二模块10004可包括上部桥连接器10010(图32)和下部桥连接器10012,并且第三模块10006可包括上部桥连接器(未示出)和下部桥连接器10016。每个桥连接器10008、10010、10012和10016可包括至少部分地围绕相应桥连接器的电连接元件延伸的外部壳体。
参见图32,提供了第二模块10004的方面的详细视图。应当理解,第一模块10002和第三模块10006可被配置为图32中所示的第二模块10004。第二模块10004的上部桥连接器10010安装到封装件10018的顶部表面10018a并且远离第二模块10004延伸。第二模块10004的下部桥连接器10012安装到第二模块10004的封装件10018的底部表面10018b。下部桥连接器10012包括凹陷部10020,该凹陷部被成形为并被配置成能够从单独的模块接收上部桥连接器。例如,当第二模块10004堆叠在第三模块10006的顶部上时,第三模块10006的上部桥连接器插入第二模块10004的下部桥连接器10016的凹陷部10020中,因此将第二模块10004与第三模块10006对准。
重新参见图30和图31,每个模块10002、10004和10006还包括PCB。例如,第一模块10002包括第一PCB 10022,第二模块10004包括第二PCB 10024,并且第三模块10006包括第三PCB 10026。
另外,每个模块10002、10004和10006包括通过任何合适数量的连接电连接到相应PCB 10022、10024和10026的柔性线束(例如,柔性缆线)。例如,第一模块10002包括第一柔性线束10028,该第一柔性线束从第一PCB 10022延伸并可操作地联接到第一模块10002的下部桥连接器10008,以将第一PCB 10022与下部桥连接器10008的电连接元件连接。第一柔性线束10028定位在第一模块10002内,并且因此可有利于更快地组装模块化能量系统。
第二模块10004包括从第二PCB 10024延伸的第二柔性线束10030和第三柔性线束10032。第二柔性线束10030可操作地联接到第二模块10004的上部桥连接器10010,以将第二PCB 10024与上部桥连接器10010的电连接元件连接。第三柔性线束10032可操作地联接到第二模块10004的下部桥连接器10012,以将第二PCB 10024与下部桥连接器10012的电连接元件连接。第二柔性线束10030和第三柔性线束10032定位在第二模块10002内,并且因此可有利于快速组装模块化能量系统。
第三模块10006包括从第三PCB 10026延伸的第四柔性线束10034和第五柔性线束10036。第四柔性线束10034可操作地联接到第三模块10006的上部桥连接器,以将第三PCB10026与第三模块10006的上部桥连接器的电连接元件连接。第五柔性线束10036可操作地联接到第三模块10006的下部桥连接器10016,以将第三PCB 10026与下部桥连接器10016的电连接元件连接。第四柔性线束10034和第五柔性线束10036定位在第三模块10002内,并且因此可有利于快速组装模块化能量系统。
当下部模块的上部桥连接器定位在上部模块的下部桥连接器中时(例如,桥连接器的电连接元件电联接),连接到下部模块的上部桥连接器的上柔性线束与连接到上部模块的下部桥连接器的下柔性线束电联接。当联接时,电力信号和通信信号能够通过内部柔性线束和PCB从下部模块流到上部模块(和/或从上部模块流到下部模块)。例如,当第三模块10006的上部桥连接器10014定位在第二模块10004的下部桥连接器10012中时,第四柔性线束10034与第三柔性线束10032电联接。因此,电力和通信信号能够通过第三柔性线束10032和第四柔性线束10034以及相应的PCB 10023和10026从第三模块10006流到第二模块10004。
重新参见图30至图32,在一种情况下,板连接器10038安装在第二PCB 10024上,并且板连接器10066安装在第三PCB 10026上。第二柔性线束10030被配置成能够从上部桥连接器10010延伸并且连接到板连接器10038,而第三柔性线束10032被配置成能够从下部桥连接器10012延伸并且连接到板连接器10038。第四柔性线束10034被配置成能够从第三模块10006的上部桥连接器延伸并且连接到板连接器10066,而第五柔性线束10036被配置成能够从下部桥连接器10016延伸并且连接到板连接器10066。
类似于上述场景,当上部模块通过相应的桥连接器与下部模块连接时,上部模块和下部模块能够通过PCB、板连接器和柔性线束在其间通信和传输电力。例如,参见图31,电力和通信信号能够通过第三柔性线束10032和第四柔性线束10034、板连接器10038和板连接器10066以及相应的PCB 10024和10026从第三模块10006流到第二模块10004。
现在参见图33,示出了模块10040的单独方面。图33中所示的模块10040在许多方面类似于图30至图32中所示和所述的第二模块10004。然而,利用刚性线束10042来代替柔性线束。刚性线束10042的尺寸和构造可被设定成位于模块10040的封装件10044的顶部表面10044a和模块10040的封装件10044的底部表面10044b之间。刚性线束10042可延伸模块10040的整个高度h1或至少基本上整个高度h1。此外,上部桥连接器10046和下部桥连接器10048可操作地联接(例如,直接配合)到刚性线束10042,而不是联接到模块10040的封装件10044。在至少一个示例中,上部桥连接器10046和下部桥连接器10048与刚性线束10042集成在一起。
在图33的示例中,上部线10050从PCB 10056上的板连接器10054沿刚性线束10042延伸,并且连接到上部桥连接器10046。此外,下部线10052从板连接器10054延伸并且连接到下部桥连接器10048。下部桥连接器10048包括凹陷部10062,该凹陷部被成形为并且被配置成能够从单独模块接收上部桥连接器。
一系列保持构件10058可从刚性线束10042延伸,该刚性线束10042被配置成能够围绕上部线10050缠绕或至少部分地缠绕,以将上部线10050支撑在距刚性线束10042的预定距离内。在图33的示例中,保持构件10058从支撑上部桥连接器10046和下部桥连接器10048的主干柱10060延伸。
当组装模块10040时,刚性线束10042与上部桥连接器10046和下部桥连接器10048配合的能力提供了不同的优点。由于刚性线束10042是一件式的并且延伸模块10040的整个高度h1或至少基本上整个高度h1,因此刚性线束10042可在模块10040的组装期间插入模块10040中并且是无支架的。一旦组装到模块10040中,上部桥连接器10046和下部桥连接器10048就可与刚性线束10042直接配合,从而消除了将上部桥连接器10046和下部桥连接器10048分别安装到封装件10044的顶部表面10044a和底部表面10044b的需要,因此减少了组装时间。刚性线束10042可在模块化能量系统的组装期间限制施加到模块10040的封装件10044的力,并且能够可靠地建立和/或保持桥连接器之间的连接。
模块化能量底板连接器内部柔性电路
在一般方面,模块化能量底板上游连接器和下游连接器可能需要在空间有限的区域中电连接到模块。在另一个一般方面,电连接可能需要是柔性的,以容纳可能不同高度的未来模块。在一个方面,底板上游连接器和下游连接器可经由柔性带状电缆电连接到模块,该柔性带状电缆是低轮廓且空间高效的。
在一个一般方面,底板连接器子组件345可能需要上游连接器230和下游连接器270以空间高效且高度灵活的方式电连接到模块的主印刷电路板中以容纳不同高度的未来模块。参见图34,在一个方面,来自上游连接器230的信号可通过柔性带状电缆310传送到模块印刷电路板。来自下游连接器270的信号可通过柔性带状电缆308传送到模块印刷电路板。在一个方面,柔性带状电缆310、308可以是柔性的且低轮廓的,从而容纳有限的空间环境。柔性带状电缆310、308的柔性可允许任何附加的电缆长度在较小尺寸的模块中被推到一边。在一个方面,具有附加的电缆长度为不同高度的模块提供了所需的电缆长度。
在另选的方面,模块印刷电路板可以是柔性电路,柔性电缆从该柔性电路脱离以附接到上游连接器230和下游连接器270。例如,上游连接器230将具有连接到柔性电路板的柔性带状电缆,并且下游连接器270将具有连接到柔性电路板的柔性带状电缆。在一个方面,此方面可减少底板与印刷电路板之间所需的电连接的数量,这可具有减少系统中可能发生的任何可能的电压降的可能性。
后面板的底板连接器的机械附接件
在一个一般方面,模块化能量底板连接器可以被刚性地安装,使得它可以承受在堆叠时来自错误对准模块的滥用负荷。在替代的底板连接器子组件中,上游连接器和下游连接器可以附接到后面板的一部分,这提供了组装益处并且消除了添加用于上游连接器的机械安装的附加部件的需要。
图35和图36示出了基本上类似于底板连接器子组件343、345的替代的底板连接器子组件347的不同视图。图35示出了另选的上游连接器211,该另选的上游连接器可基本上类似于上游连接器200、230。为了简洁起见,将不再重复所有相同的细节。在一个方面,上游连接器211可在其附接到后面板217的方式方面不同于先前的上游连接器200、230。后面板217可具有朝向后面板217的边缘209的中间定位的两个弯曲凸缘219。参见图35,该图示出了后面板217的横截面,其中横截面位置位于弯曲凸缘219处。例如,两个弯曲凸缘219被定位成使得每一者都可以沿上游连接器213的相对侧滑动以将上游连接器213放置在后面板217的中间。后面板217可限定沿后面板的第一竖直平面。弯曲凸缘219可以远离第一平面移动距离d3,然后沿第二竖直平面竖直转动。第一竖直平面和第二竖直平面可以彼此平行。然后,弯曲凸缘可以在到达边缘209之前以垂直于第一平面和第二平面的角度转动,如图35所示。上游连接器211可以滑动到两个弯曲凸缘219上。例如,上游连接器211可以在上游连接器211的每一侧上具有2个狭槽231,这两个狭槽231可以在弯曲凸缘219上方滑动。每个弯曲凸缘219可具有孔洞233。在一个方面,当弯曲凸缘219滑入上游连接器的狭槽231中时,突起229卡扣到孔洞233中,这可以将上游连接器211附接到后面板217。在一个方面,孔洞233还与上游连接器211中的孔洞对准。在一个方面,为了移除上游连接器211,可以向下按压突起229并且将其推出孔洞231,使得该突起可滑出凸缘219。圆227可突出显示图35中突起229卡扣到孔洞233中的区域。
参见图35,与上游连接器200、230类似,上游连接器211可包含外壳和竖直地延伸经过边缘209的上部部分。上游连接器211还可包含向下延伸以抵靠后面板217的一个或多个支撑肋225。后面板217可包含位于弯曲凸缘219下方的孔洞221。在将上游连接器211附接到后面板217时,支撑肋225可以与孔洞221对齐地降落,使得支撑肋225上的突起223可进入孔洞221。在一个方面,抵靠后面板217的支撑肋225和进入孔洞221的突起223可以提供附加的机械支撑。在一个方面,可存在两个支撑肋225和两个孔洞221,上游连接器211的每一侧上各一个。在替代的方面,可存在任何数量的孔洞221和抵靠这些孔洞的支撑肋225。
图36示出了另选的下游连接器243,该另选的下游连接器可基本上类似于下游连接器254、270。为了简洁起见,将不再重复所有相同的细节。在一个方面,下游连接器243可在其附接到后面板217的方式方面不同于先前的下游连接器254、270。后面板217可具有朝向后面板217的边缘的中间定位的两个弯曲凸缘237和235。参见图36,该图示出了后面板217的横截面,其中横截面位置位于弯曲凸缘237处。例如,两个弯曲凸缘237、235被定位成使得每一者都可以滑入下游连接器243中的狭槽中以将下游连接器243放置在后面板217的中间。例如,凸缘237可以滑入下游连接器的狭槽249中,并且在下游连接器的相对侧上,凸缘235可以滑入未示出的类似狭槽中。后面板217可接着附接到模块壳体239的底部,并且壳体上的支脚241可以滑入位于凸缘237和下游连接器243两者中的狭槽251中。在一个方面,狭槽251可仅位于下游连接器243中。在下游连接器243的相对侧上,可存在类似的支脚241,该支脚可以滑入位于凸缘235和下游连接器243上的第二狭槽中。在一个方面,第二狭槽可仅位于下游连接器243中。在一个方面,支脚241可允许下游连接器位于底部壳体中的适当位置中。圆247可突出显示图36中凸缘241滑入狭槽251中的区域。
使用底板连接器子组件347堆叠模块基本上类似于使用底板连接器子组件343、345堆叠模块。为了简洁起见,将不再重复所有相同的细节。当堆叠模块时,下部模块的上游连接器211的上部部分213可进入位于上部模块中的下游连接器243的腔体,将两个模块电连接和物理连接。在一个方面,上游连接器211内部的插头可以与下游连接器243内部的插头连接以电连接堆叠的模块。例如,当模块被堆叠时,上部部分213可进入腔体,并且下游连接器243内部的插头可进入上游连接器211中的孔洞并且与上游连接器211内部的插头连接以电连接模块。在一个方面,插头可被集成到连接器组件中,使得它是一个模制部件而不是两个单独的部件。在另一个方面,插头可以是插入到连接器中的单独部件。在又一方面,电引脚/触点可被集成到连接器中,例如压入连接器中。在一个方面,电线可以从上游连接器213中的孔洞降落,其中电线可以在上游连接器211内部的插头处开始并且可以在印刷电路板处终止。在一个方面,电线可以从下游连接器243中的孔洞245出来,其中电线可以在下游连接器243内部的插头处开始并且可以在印刷电路板处终止。无论模块的高度如何,多个模块都可以彼此堆叠在一起。每个模块可具有相同的上游连接器211和下游连接器243,这允许模块在模块被堆叠时物理连接和电连接。当模块被堆叠和连接时,电力可通过上游连接器211传输到模块中,然后通过下游连接器243传输到堆叠中下方的下一模块。电连通可以双向通过上游连接器211和下游连接器243。
在多个方面,设想了将上游连接器和下游连接器附接到后面板的另选方法。参见图37A,凸缘261可附接到后面板255,使得它们可以与后面板255的边缘253对准或从该边缘偏移。凸缘261可以远离后面板255弯曲257,以在它们之间提供一个区域来滑动上游连接器或下游连接器。凸缘261可包括孔洞259,其中上游连接器或下游连接器可具有可卡扣到孔洞259中的特征。类似于上游连接器211的突起229。上游连接器或下游连接器可沿方向265滑动,直到连接器的底部位于支撑凸缘267上,然后沿方向263滑动,直到连接器卡扣到孔洞259中。在一个方面,凸缘261可通过焊接附接到后面板255。在另选的方面,凸缘261可通过将允许所需机械支撑的任何方式附接到后面板255。在又一方面,后面板255可能需要附接两组凸缘262以允许一组附接上游连接器并且一组附接下游连接器。
参见图37B,凸缘273可附接到后面板269,使得它们可以与后面板269的边缘对准或从该边缘偏移。凸缘273可基本上类似于凸缘261。凸缘273可以远离后面板269弯曲,以在它们之间提供一个区域来滑动上游连接器或下游连接器。凸缘273包括孔洞271,其中上游连接器或下游连接器可具有可卡扣到孔洞271中的特征。类似于上游连接器211的突起229。上游连接器或下游连接器可沿方向275滑动,直到连接器的底部位于凸缘273上,然后沿方向277滑动,直到连接器上的特征卡扣到孔洞271中。在一个方面,凸缘273可通过焊接附接到后面板269。在另选的方面,凸缘273可通过将提供所需机械支撑的任何方式附接到后面板269。在又一方面,后面板269可能需要附接两组凸缘271以允许一组附接上游连接器并且一组附接下游连接器。在又一方面,2种类型的凸缘273、271可一起用于将上游连接器和下游连接器附接到模块的后面板。
参见图37C,面板281可附接到后面板279,使得面板281位于后面板279的中间。面板281可具有位于面板281顶部的凸缘285。凸缘285可包括孔洞287。上游连接器可类似于凸缘261或凸缘271的方式附接到凸缘287。例如,上游连接器可以滑动到凸缘287上,直到上游连接器上的特征卡扣到孔洞287中。该特征可类似于上游连接器211的突起229。面板281可具有位于面板281顶部的凸缘289。凸缘289可包括孔洞291。下游连接器可以类似于凸缘261或凸缘271的方式附接到凸缘289。例如,下游连接器可以滑动到凸缘289上,直到下游连接器上的特征卡扣到孔洞291中。该特征可类似于上游连接器211的突起229。在一个方面,面板281可通过焊接附接到后面板279。在另一个方面,面板281可通过紧固件插入件283附接到后面板279。在又一方面,面板281可通过将提供所需机械支撑的任何方式附接到后面板279。
在各个方面,一旦上游连接器和下游连接器被附接到后面板,后面板连接器子组件就可以基本上类似于后面板连接器子组件343、345、347来工作。模块的堆叠可以电连接和物理连接模块,并且模块高度可以在被堆叠的模块之间变化。在一个方面,上游连接器和下游连接器可以在底板连接器子组件之间互换并且仍然正确地连接。例如,具有底板连接器子组件343的模块可以与具有底板连接器子组件345或底板连接器子组件347的模块连接。在另选的方面,模块可以仅与包含相同的底板连接器子组件的模块连接。
使用壳体来紧固底板
在各个一般方面,底板连接器子组件可以稳固的机械方式集成到系统,具有承受向下按压在连接器上的大量机械力的能力。在一个方面,另一个考虑是创造一种不增加组装复杂性或附加部件诸如螺钉等的设计。在又一个方面,另一个考虑是提供一种解决方案,该解决方案能够实现考虑到模块的不同高度的附接的灵活性。
在各个一般方面,模块化能量系统以向系统中的模块供应通信和电力的底板连接器子组件为特征。例如,将底板集成到机械架构中的一个方面是创建类似于盒式设计的底板子组件,使其附接到下部壳体。在一个方面,这可通过将底板子组件附接到图38中所示的框架上,或通过将子组件中的特征卡扣到图39中所示的下部壳体上的突片中来实施。
在各个一般方面,两个方面将通过消除任何附加的组装部件诸如螺钉等而可以使组装变得容易和简单。在各个方面,底板连接器子组件盒设计将使得能够在模块化系统中使用此设计,前提是模块在高度上类似或盒高度可以被延伸或减小。
参见图38,该图示出了盒式底板连接器子组件349。图38示出了2盒式底板连接器354、356。在一个方面,两个盒式底板连接器354、356可以连接到模块壳体的底部352。在底板连接器354中,框架360可以附接到模块封装件的底部352。在一个方面,底板连接器354的盒式连接器358为单件并且滑动到框架360以将盒式连接器358附接到壳体的底部352。当盒式底板连接器354被组装并且附接到下部壳体的底部352时,盒式连接器358的顶部可以延伸到模块壳体的顶部之外(未示出)。为了适应模块的不同高度,盒式底板连接器354中的部件的高度可基于模块的高度而变化。
仍然参见图38,示出了替代的盒式底板连接器356,其中底板连接器356是多件式的。例如下部部分364、中间部分362和上部部分356。下部部分364可以连接到壳体的底部352上的框架。中间部分362可以附接到下部部分,如箭头368所指示。如箭头366所指示,上部部分可以附接到下部部分。当盒式底板连接器356被组装并且附接到下部壳体的底部352时,上部部分360可以延伸到模块壳体的顶部之外(未示出)。为了容纳模块的不同高度,盒式底板连接器356中的部件的高度可基于模块的高度而变化。
使用盒式底板连接器子组件349的模块可以基本上类似于底板连接器子组件343、345、347的方式堆叠。例如,模块的堆叠使得下部模块中的连接器的顶部部分进入上部模块中的连接器的下部部分。模块的堆叠可以电连接和物理连接模块,并且模块高度可以在被堆叠的模块之间变化。
参见图39,该图示出了盒式底板连接器子组件351。盒式底板连接器子组件351的盒372可以附接到壳体的底部394。在一个方面,可通过将盒372上的卡扣特征290卡扣到壳体的底部394上的突片392中来进行附接。卡扣特征290位于框架378的底部处。框架378可在盒378的任一侧上沿盒372的长度延伸。盒378的底部可具有第一连接器壳体386,该第一连接器壳体可延伸到壳体209中,该壳体可容纳来自下部模块的盒的连接。框架378可包含能够保持印刷电路板201的突起203。插头388可以连接到第一连接器壳体386,并且电线可以从插头388延伸到电路板201。电线380远离电路板201延伸并且进入位于第二连接器壳体384中的插头。第二连接器壳体384中的孔洞374允许来自堆叠中较高模块的插头与位于当前模块的第二连接器壳体380中的插头连接。当前模块的后面板396可包括通风孔洞205以允许空气流入模块中。当盒372连接到壳体的底部394时,盒372竖直地延伸经过后面板的边缘398,使得盒372的上部部分376延伸到模块外部。为了容纳模块的不同高度,可以创建不同高度的特定盒273以考虑模块的不同高度。
使用盒式底板连接器子组件351的模块可以基本上类似于底板连接器子组件343、345、347、349的方式堆叠。例如,模块的堆叠可以使下部模块中的底板连接器的上部部分376进入上部模块中的底板连接器的下部部分。模块的堆叠可以电连接和物理连接模块,并且模块高度可以在被堆叠的模块之间变化。
使用挤压肋来捕获底板外壳
在各个一般方面,模块化能量系统以向系统中的模块供应通信和电力的底板为特征。在一个方面,底板可以稳固的机械方式集成到系统,具有承受向下按压在连接器上的大量机械力的能力。在另一个方面,另一个考虑是创造一种不增加组装复杂性或附加部件诸如螺钉等的设计。在又一个方面,另一个考虑是提供一种解决方案,该解决方案能够实现考虑到模块的不同高度的附接的灵活性。
将底板连接器集成到机械架构中的一个方面可以是利用挤压肋的预先存在的接口。在各个方面,挤压肋是添加到注塑成型设计中以帮助压配合连接的稳定性的突出特征。这些结构被用在孔洞或其他部件中,另一部分可压配合到这些孔洞或其他部件中。对于塑料挤压肋设计,挤压肋可限定为尖的或圆形形式。在一个方面,挤压肋可以由具有高公差的泡沫状材料形成,并且触变形成的壳体将上游连接器和下游连接器夹置在挤压肋和壳体之间。该过程可通过在挤压肋中添加挤压肋和引导凸台来固定和稳固底板连接器来实施。此方面将消除任何复杂的组装特征或用于组装目的的附加部件(诸如螺钉等),并且允许系统中的所有模块之间的类似的实施方式。
参见图40和图41,示出了底板连接器子组件353。在一个方面,作为具有高公差的泡沫状材料的挤压肋312位于壳体318的后部内部。挤压肋可被看作分解成3个部分:顶部挤压肋324、中间挤压肋326和下部挤压肋328。上游连接器314可以在挤压肋312和壳体318的顶部之间滑动。上游连接器314在许多方面可类似于上游连接器211、230、200。为了简洁起见,将不再重复所有相同的细节。上游连接器314搁置在挤压肋312的被挤压肋330的顶部上。上游连接器314可以放置在被挤压肋330上,使得挤压肋312的对准凸台332进入上游连接器314上的引导孔洞334中。图41示出了上游连接器314的底部。主要参见图41,引导孔洞可位于上游连接器314的外壳348的任一侧上,并且凹口346可以是用于被挤压肋330的接触点。孔洞320可以是电部件能够在模块之间传递信息和电力的位置。例如,插头可位于孔洞320的内部,其中插头可将上游连接器与可堆叠在当前模块顶部上的另一模块的下游连接器连接。
参见图40,下游连接器316可以在挤压肋312和壳体318的底部之间滑动。下游连接器316在许多方面可类似于下游连接器254、270、234。为了简洁起见,将不再重复所有相同的细节。下游连接器316可以搁置在壳体318的底部上,其中挤压肋312的被挤压肋342抵靠壳体318保持下游连接器316。下游连接器316可通过将引导孔洞344滑动到对准凸台340上而被放置在正确位置中。下游连接器可包括外壳350,该外壳包含腔体322,该腔体被制成在模块的堆叠期间接纳上游连接器的上部部分338。
使用底板连接器子组件353的模块可以基本上类似于底板连接器子组件343、345、347、349、351的方式堆叠。例如,当堆叠模块时,下部模块的上游连接器314的上部部分338可进入位于上部模块中的下游连接器316的腔体322,将两个模块电连接和物理连接。在一个方面,上游连接器314内部的插头可以与下游连接器316内部的插头连接以电连接堆叠的模块。例如,当模块被堆叠时,上部部分338可进入腔体322,并且下游连接器316内部的插头可进入孔洞320并且与上游连接器338内部的插头连接以电连接模块。在一个方面,插头可被集成到连接器组件中,使得它是一个模制部件而不是两个单独的部件。在另一个方面,插头可以是插入到连接器中的单独部件。在又一方面,电引脚/触点可被集成到连接器中,例如压入连接器中。在一个方面,电线可以在上游连接器338内部的插头处开始并且在模块中的印刷电路板处终止。在一个方面,类似地,电线可以在下游连接器316内部的插头处开始并且在模块中的印刷电路板处终止。无论模块的高度如何,多个模块都可以彼此堆叠在一起。每个模块可具有相同的上游连接器314和下游连接器316,这允许模块在模块被堆叠时物理连接和电连接。当模块被堆叠和连接时,电力可通过上游连接器338传输到模块中,然后通过下游连接器316传输到堆叠中下方的下一模块。电连通可以双向通过上游连接器314和下游连接器316。
底板的后面板支撑
在各个一般方面,模块化能量系统底板组件需要在顶部和底部两者外部的连接器,其中线束在中间。在一个方面,基于要求,设计和组装可能是复杂的。
在底板子组件的一个方面,肋可以被添加到后面板,该后面板伸出以支撑下游连接器底板子组件和上游连接器底板子组件两者。底部壳体可用于定位下游连接器,然后后面板可被放置在顶部上以将下游连接器固定就位。上游连接器可被放置在后面板肋上,然后整个组件可以由顶部壳体夹置在一起。在一个方面,该过程消除了对两个壳体中的螺钉的需要,并且确保了具有简化设计的稳固的底板连接器。
参见图42,该图示出了底板连接器子组件355。在一个方面,上游连接器293、支撑肋307a、307b和下游连接器309可以一起夹置在壳体底部305和壳体顶部303的内部。上游连接器293和下游连接器309可类似于上游连接器211、230、200、314和下游连接器254、270、234、316。为了简洁起见,将不再重复所有相同的细节。下游连接器309可包括外壳313和腔体311,并且上游连接器293可包括外壳299、上部部分297和孔洞295。下游连接器309可以搁置在壳体底部305上。在一个方面,下游连接器309可被放置成使得壳体底部305的突起315a、315b搁置在下游连接器309的孔洞321a、321b内部。支撑肋307a、307b可附接到后面板301。后面板301可以抵靠壳体底部305放置,使得支撑肋307a、307b可以搁置在下游连接器309的凹口317a、317b的顶部上。上游连接器293可以搁置在支撑肋307a、307b上,使得支撑肋307a、307b搁置在上游连接器293的孔洞319a、319b内部。壳体顶部303可以抵靠上游连接器293,以将底板连接器子组件355保持在一起。模块的不同高度可以通过附接支撑肋307a、307b被容纳,这些支撑肋具有适当的长度以考虑模块的高度。
使用底板连接器子组件355的模块基本上类似于底板连接器子组件343、345、347、349、351、353的方式堆叠。例如,当堆叠模块时,下部模块的上游连接器293的上部部分297可进入位于上部模块中的下游连接器309的腔体311,将两个模块电连接和物理连接。在一个方面,上游连接器293内部的插头可以与下游连接器309内部的插头连接以电连接堆叠的模块。例如,当模块被堆叠时,上部部分297可进入腔体311,并且下游连接器309内部的插头可进入孔洞295并且与上游连接器293内部的插头连接以电连接模块。在一个方面,插头可被集成到连接器组件中,使得它是一个模制部件而不是两个单独的部件。在另一个方面,插头可以是插入到连接器中的单独部件。在又一方面,电引脚/触点可被集成到连接器中,例如压入连接器中。在一个方面,电线可以在上游连接器293内部的插头处开始并且在模块中的印刷电路板处终止。在一个方面,类似地,电线可以在下游连接器309内部的插头处开始并且在模块中的印刷电路板处终止。无论模块的高度如何,多个模块都可以彼此堆叠在一起。每个模块可具有相同的上游连接器293和下游连接器309,这允许模块在模块被堆叠时物理连接和电连接。当模块被堆叠和连接时,电力可通过上游连接器293传输到模块中,然后通过下游连接器309传输到堆叠中下方的下一模块。电连通可以双向通过上游连接器293和下游连接器309。
模块化系统中的隔离特征
在各个一般方面,在模块化资本系统中,可以通过公共底板接口来分配电力。在模块化能量系统中,主功率源可以在能够向下游模块分配60V DC的头模块中。此架构可被设计成减少OR中的AC电源线绳的数量。系统可以仅与来自壁的AC电力一样可扩展。外部标准和已知的各国差异将此限制为每条电源线绳大约12A和大约1200瓦。一旦超过1200瓦,在满足外部标准时可能需要添加附加的功率源的解决方案。
在一个方面,可将模块添加到可以供应附加电力的模块的堆叠。例如,可以将“功率模块”添加到堆叠,该堆叠具有可以提供底板功率的附加的1200W AC至DC功率源。在一个方面,为了将功率模块添加到模块化能量系统,可能需要将其功率域与头模块的功率域以及任何上游模块的域隔离。通过具有最大可能的功率源(1200W),功率模块可以对其自身以及其他下游模块供电。在一个方面,功率模块可以是提供电力的独立模块,或者它也可以是提供一些其他临床功能,诸如可视化、排烟/吹入、流体管理等的模块。
图43示出了模块化能量系统357的拐角的横截面。模块化能量系统357可包括头模块323,该头模块可以向在模块堆叠中位于其下方的任何模块提供电力。例如,头模块323可以向第一发生器模块325和第二发生器模块327提供电力。头模块323可包括可向头模块323提供电力的电力电缆341。模块化能量系统357还可包括功率模块329,该功率模块可以向在模块堆叠中位于其下方的任何模块提供电力。例如,功率模块329可以向未来模块提供电力。在一个方面,未来模块331可以为另一发生器模块。在另一个方面,未来模块可以是任何类型的模块。功率模块329可包括可向功率模块329提供电力的电力电缆339。在一个方面,电力电缆339和电力电缆341可能需要连接到单独的分支电路。模块化能量系统357中的所有模块包括在模块的底部拐角处的橡胶隔离脚。例如,模块化能量系统357中的模块323、325、327、329、331可以在模块的底部拐角处具有橡胶隔离脚333a-e。需要来自上游模块的电力的模块可具有附接到顶部拐角的金属接地垫。例如,模块325、327、331可具有附接到顶部拐角的金属接地垫335a-c。在一个方面,金属接地垫与堆叠在它们上方的模块接触,使得隔离脚不接触。在一个方面,金属接地脚可以不存在于功率模块的顶表面上,使得功率模块上游的模块的橡胶隔离脚333c接触,这在头模块323的功率域与功率模块329的功率域之间提供隔离距离。
在模块化能量系统357中,可存在多个功率域。例如,头模块具有第一功率域337,并且功率模块具有第二功率域359。两个功率域337、359可以通过橡胶隔离脚333c与第一功率域337中的最后一个模块和第二功率域359中的第一模块相接触来隔离。第一功率域337中的最后一个模块可以是第二发生器模块327,并且第二功率域359中的第一模块可以是功率模块329。需要来自上游模块的电力的模块可具有附接到顶部拐角的金属接地垫。金属接地垫可以抵靠接地垫上方和下方的模块,从而在功率域中的模块之间提供公共接地。在一个方面,下方的模块的金属接地垫可保持上方模块的橡胶隔离脚不搁置于下方的模块上方。例如,金属接地垫335b可提升第一发生器模块325,使得橡胶隔离脚333b不抵靠第二发生器模块327,并且第一发生器模块325可以仅抵靠在金属接地垫335b上。
在模块化能量系统357中,电力可通过电源线绳341、339流动到它们相应的功率域337、359。电力可流入头模块323中并且接着可沿堆叠向下提供给第一发生器模块325和第二发生器模块327。电力和通信电线可以在头模块323处开始并且进入头模块325的下游连接器,该下游连接器连接到第一发生器模块325的上游连接器。电力和通信电线然后可以从第一发生器模块325的上游连接器继续进入第一发生器模块325。电力和通信电线然后可以从第一发生器模块325继续到第一发生器模块325的下游连接器中,该下游连接器连接到第二发生器模块327的上游连接器。电力和通信电线然后可以从第二发生器模块327的上游连接器继续进入第二发生器模块327。电力和通信电线然后可以从第二发生器模块327继续到第二发生器模块327的下游连接器中,该下游连接器连接到功率模块329的上游连接器。然后,通信电线可以从功率模块329的上游连接器继续并且进入功率模块329。功率模块329的上游连接器可以仅包含通信电线而不包含电力电线。电力电线可通过电源线绳339进入功率模块329。电力电线可以在功率模块329处开始并且到达功率模块329的下游连接器。通信电线可以从功率模块329继续并且到达功率模块329的下游连接器。功率模块329的下游连接器可以连接到未来模块331的上游连接器。电力和通信电线可以从未来模块331的上游连接器继续到未来模块331中。如果在未来模块331下方连接更多模块,则电力和通信电线可以与上述类似的方式继续。
通信电线连接模块化能量系统357中的所有模块,并且通信电线在模块之间被隔离。第一发生器模块325和第二发生器模块327可以由头模块323供电,并且具有金属接地垫335a、335b以保持与头模块323的公共接地。未来模块331可由功率模块329供电,并且可具有金属接地垫335c以保持与功率模块329的共同接地。功率模块329可以不具有金属接地垫,并且橡胶隔离脚333c在功率模块329和第二发生器模块327之间形成接触。橡胶隔离脚333c的接触可提供第一功率域337与第二功率域359之间的隔离距离。
在此方面,模块是独立的或从属的。独立模块可具有它们自身的功率源并且通过它们的下游底板连接器传递功率。例如,头模块323和功率模块329可以是独立模块。独立模块在其上游连接器中可不具有电力线。在一个方面,通过它们的下游底板连接器的功率可以是60V DC。在另一个方面,通过它们的下游底板连接器的功率可以是不超过电限制的任何电力电压。从属模块可通过上游底板连接器通过其上方的模块接收它们的功率,并且可具有经由下游底板连接器将该功率传递到下方的模块的能力。例如,第一发生器模块325、第二发生器模块327和未来模块331是从属模块。
实施例
本文所述主题的各个方面在以下编号的实施例中陈述。
实施例1.一种模块化能量系统,所述模块化能量系统包括第一模块,所述第一模块包括第一面板和附接到所述第一面板的第一连接器。所述第一连接器的一部分延伸经过所述第一面板的第一边缘。所述模块化能量系统还包括第二模块,所述第二模块包括第二面板和附接到所述第二面板的第二连接器。所述第二连接器与所述第二面板的第二边缘对准,并且所述第二连接器限定腔体。所述第二模块被联接到所述第一模块,其中,所述第一连接器的延伸经过所述第一面板的所述第一边缘的所述部分定位在由所述第二连接器限定的所述腔体内。
实施例2.根据实施例1所述的模块化能量系统,还包括第三模块,所述第三模块包括第三面板和附接到所述第三面板的第三连接器。所述第三连接器与所述第三面板的第三边缘对准,并且所述第三连接器限定第二腔体。所述第二模块还包括附接到所述第二面板的第四连接器,其中,所述第四连接器的一部分延伸经过所述第二面板的第四边缘。所述第二面板的所述第四边缘与所述第二面板的所述第二边缘相对。所述第三模块被联接到所述第二模块,其中,所述第四连接器的延伸经过所述第二面板的所述第四边缘的所述部分定位在所述第三连接器的所述第二腔体内。
实施例3.根据实施例2所述的模块化能量系统,其中,所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块可具有不同的尺寸。
实施例4.根据实施例1至3中任一个或多个实施例所述的模块化能量系统,其中,所述第一面板包括附接到所述第一面板并且远离所述第一面板延伸的第一支撑构件。所述第一连接器进一步限定位于所述第一连接器中的第一孔洞。所述第一连接器能够以可滑动的方式附接到所述面板,其中,所述第一支撑构件能够以可滑动的方式容纳到由所述第一连接器限定的所述第一孔洞中。
实施例5.根据实施例4所述的模块化能量系统,其中,所述第一面板还包括附接到所述面板的支撑凸耳,其中,所述支撑凸耳从所述第一支撑构件偏移。所述第一连接器还包括远离所述第一连接器延伸的支撑肋,并且其中,所述支撑肋被构造成能够在由附接到所述第一面板的所述第一连接器限定的构型中抵靠所述支撑凸耳。
实施例6.根据实施例4所述的模块化能量系统,其中,所述第一面板还包括附接到所述第一面板并且远离所述第一面板延伸的第二支撑构件,其中,所述第二支撑构件从所述第一支撑构件偏移。所述第二连接器进一步限定位于所述第二连接器中的第二孔洞。所述第二连接器能够以可滑动的方式附接到所述第一面板,其中,所述第二支撑构件能够以可滑动的方式容纳到由所述第二连接器限定的所述第二孔洞中。
实施例7.根据实施例1至6中任一个或多个实施例所述的模块化能量系统,其中,在联接构型中,所述第一模块和所述第二模块物理连接并且电连接。
实施例8.根据实施例4至7中任一项所述的模块化能量系统,其中,所述第一支撑构件包括紧固件插入件。
实施例9.根据实施例5所述的模块化能量系统,其中,所述支撑肋包括远离所述第一连接器延伸的多个支撑肋。
实施例10.一种模块化能量系统,包括第一模块。所述第一模块包括第一面板。所述第一面板包括附接到所述面板的第一支撑构件和附接到所述面板的第二支撑构件,其中,所述第二支撑构件从所述第一支撑构件偏移。所述第一面板还包括附接到所述第一面板的支撑凸耳,其中,所述支撑凸耳位于所述第一支撑构件和所述第二支撑构件之间。所述第一模块还包括第一连接器,所述第一连接器限定位于所述第一连接器中的第一孔洞。所述第一连接器包括远离所述第一连接器延伸的支撑肋。所述第一连接器能够以可滑动的方式附接到所述第一面板,其中,所述第一支撑构件能够以可滑动的方式插入到所述第一孔洞中。在附接构型中,所述支撑肋被构造成能够抵靠所述支撑凸耳。在附接构型中,所述第一连接器的一部分延伸经过所述第一面板的第一边缘。所述第一模块还包括限定腔体和第二孔洞的第二连接器。所述第二连接器能够以可滑动的方式附接到所述第一面板,其中,所述第二支撑构件能够以可滑动的方式容纳到所述第二孔洞中。在附接构型中,所述第二连接器与所述第一面板的第二边缘对准,其中,所述第一面板的所述第二边缘与所述第一面板的所述第一边缘相对。
实施例11.根据实施例10所述的模块化能量系统,还包括第二模块。所述第二模块包括第二面板。所述第二面板包括附接到所述第二面板的第三支撑构件、附接到所述第二面板的第四支撑构件,其中,所述第四支撑构件从所述第三支撑构件偏移。所述第二面板还包括附接到所述第二面板的第二支撑凸耳,其中,所述支撑凸耳位于所述第三支撑构件和所述第四支撑构件之间。所述模块化能量系统还包括第三连接器,所述第三连接器限定位于所述第三连接器中的第三孔洞。所述第三连接器包括远离所述第三连接器延伸的第二支撑肋。所述第三连接器能够以可滑动的方式附接到所述第二面板,其中,所述第三支撑构件能够以可滑动的方式容纳到由所述第三连接器限定的所述第三孔洞中。在附接构型中,所述第二支撑肋被构造成能够抵靠所述第二支撑凸耳。在附接构型中,所述第三连接器的第二部分延伸经过所述第二面板的第三边缘。所述模块化能量系统还包括第四连接器,所述第四连接器限定位于所述第四连接器中的第二腔体和第四孔洞。所述第四连接器能够以可滑动的方式附接到所述第二面板,其中,所述第四支撑构件能够以可滑动的方式容纳到由所述第四连接器限定的所述第四孔洞中。在附接构型中,所述第二连接器与所述第二面板的第四边缘对准,并且其中,所述第三边缘与所述第四边缘相对。
实施例12.根据实施例11所述的模块化能量系统,其中,所述第一模块被联接到所述第二模块,并且在联接构型中,所述第三连接器的延伸经过所述第二面板的所述第二部分定位在由所述第二连接器限定的所述腔体内。
实施例13.根据实施例11所述的模块化能量系统,其中,所述第二模块被联接到所述第一模块,并且在联接构型中,所述第一连接器的延伸经过所述第一面板的所述部分定位在由所述第四连接器限定的所述腔体内。
实施例14.根据实施例11至13中任一个或多个实施例所述的模块化能量系统,其中,在联接构型中,所述第一模块和所述第二模块物理连接并且电连接。
实施例15.一种用于模块化能量系统的模块,所述模块包括面板。所述面板包括附接到所述面板并且远离所述面板延伸的第一支撑构件、附接到所述面板并且远离所述面板延伸的第二支撑构件,其中,所述第二支撑构件从所述第一支撑构件偏移。所述模块还包括第一连接器,所述第一连接器限定位于所述第一连接器中的第一孔洞。所述第一连接器能够以可滑动的方式附接到所述面板,其中,所述第一支撑构件能够以可滑动的方式容纳到所述第一孔洞中。在附接构型中,所述第一连接器的一部分延伸经过所述面板的第一边缘。所述模块还包括限定腔体和第二孔洞的第二连接器。所述第二连接器能够以可滑动的方式附接到所述第一面板,其中,所述第二支撑构件能够以可滑动的方式容纳到所述第二孔洞中。在附接构型中,所述第二连接器与所述面板的第二边缘对准,并且其中,所述第一面板的所述第二边缘与所述面板的所述第一边缘相对。
实施例16.根据实施例15所述的模块,其中,所述面板还包括附接到所述面板的支撑凸耳。所述支撑凸耳位于所述第一支撑构件和所述第二支撑构件之间。所述第一连接器还包括远离所述第一连接器延伸的支撑肋。在附接构型中,所述支撑肋抵靠所述支撑凸耳。
实施例17.根据实施例15至16中任一项所述的模块,其中,所述模块是多个模块中的一个模块,并且所述多个模块可通过将第一连接器的延伸经过一个模块的部分插入由另一个模块的第二连接器限定的所述腔体内部而堆叠,其中,在堆叠构型中,所述多个模块物理连接并且电连接。
实施例18.一种模块化能量系统,所述模块化能量系统包括头模块,其中,所述头模块被配置成能够向一个或多个连接的从属模块供电。所述模块化能量系统还包括连接到所述头模块并且由所述头模块供电的至少一个从属模块,以及连接到所述从属模块的功率模块,其中,所述功率模块被配置成能够向一个或多个其他连接的从属模块供电。
实施例19.根据实施例18所述的模块化能量系统,其中,所述从属模块包括位于所述从属模块的所述顶部拐角处的接地脚,并且其中,所述头模块搁置在所述接地脚上。
实施例20.根据实施例18至19中任一项所述的模块化能量系统,其中,所述从属模块包括位于所述从属模块的底部拐角处的隔离脚,其中,所述隔离脚搁置在所述从属模块与所述功率模块之间,并且其中,所述隔离脚将所述从属模块与所述功率模块分开。
实施例21.根据实施例18至20中任一个或多个实施例所述的模块化能量系统,其中,所述头模块和所述从属模块是第一功率域的一部分,并且所述功率模块是第二功率域的一部分,并且其中,所述第一功率域与所述第二功率域分开。
尽管已举例说明和描述了多个形式,但是申请人的意图并非将所附权利要求的范围约束或限制在此类细节中。在不脱离本公开的范围的情况下,可实现对这些形式的许多修改、变型、改变、替换、组合和等同物,并且本领域技术人员将想到这些形式的许多修改、变型、改变、替换、组合和等同物。此外,另选地,可将与所描述的形式相关联的每个元件的结构描述为用于提供由所述元件执行的功能的器件。另外,在公开了用于某些部件的材料的情况下,也可使用其他材料。因此,应当理解,上述具体实施方式和所附权利要求旨在涵盖属于本发明所公开的形式范围内的所有此类修改、组合和变型。所附权利要求旨在涵盖所有此类修改、变型、改变、替换、修改和等同物。
上述具体实施方式已经由使用框图、流程图和/或示例阐述了装置和/或方法的各种形式。只要此类框图、流程图和/或示例包含一个或多个功能和/或操作,本领域的技术人员就要将其理解为此类框图、流程图和/或示例中的每个功能和/或操作都可以单独和/或共同地通过多种硬件、软件、固件或实际上它们的任何组合来实施。本领域的技术人员将会认识到,本文公开的形式中的一些方面可作为在一台或多台计算机上运行的一个或多个计算机程序(例如,作为在一个或多个计算机系统上运行的一个或多个程序),作为在一个或多个处理器上运行的一个或多个程序(例如,作为在一个或多个微处理器上运行的一个或多个程序),作为固件,或作为实际上它们的任何组合全部或部分地在集成电路中等效地实现,并且根据本公开,设计电路系统和/或编写软件和/或硬件的代码将在本领域技术人员的技术范围内。另外,本领域的技术人员将会认识到,本文所述主题的机制能够作为多种形式的一个或多个程序产品进行分布,并且本文所述主题的例示性形式适用,而不管用于实际进行分布的信号承载介质的具体类型是什么。
用于编程逻辑以执行各种所公开的方面的指令可存储在系统中的存储器内,诸如动态随机存取存储器(DRAM)、高速缓存、闪存存储器或其他存储器。此外,指令可经由网络或通过其他计算机可读介质来分发。因此,机器可读介质可包括用于存储或传输以机器(例如,计算机)可读形式的信息的任何机构,但不限于软盘、光学盘、光盘只读存储器(CD-ROM)、和磁光盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、磁卡或光卡、闪存存储器、或经由电信号、光学信号、声学信号或其他形式的传播信号(例如,载波、红外信号、数字信号等)在因特网上传输信息时使用的有形的、机器可读存储装置。因此,非暂态计算机可读介质包括适于以机器(例如,计算机)可读的形式存储或传输电子指令或信息的任何类型的有形机器可读介质。
如本文任一方面所用,术语“控制电路”可指例如硬连线电路系统、可编程电路系统(例如,计算机处理器,该计算机处理器包括一个或多个单独指令处理内核、处理单元,处理器、微控制器、微控制器单元、控制器、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑装置(PLD)、可编程逻辑阵列(PLA)、场可编程门阵列(FPGA))、状态机电路系统、存储由可编程电路系统执行的指令的固件、以及它们的任何组合。控制电路可以集体地或单独地实现为形成更大系统的一部分的电路系统,例如集成电路(IC)、专用集成电路(ASIC)、片上系统(SoC)、台式计算机、膝上型计算机、平板计算机、服务器、智能电话等。因此,如本文所用,“控制电路”包括但不限于具有至少一个离散电路的电子电路、具有至少一个集成电路的电子电路、具有至少一个专用集成电路的电子电路、形成由计算机程序配置的通用计算设备的电子电路(如,至少部分地实施本文所述的方法和/或设备的由计算机程序配置的通用计算机,或至少部分地实施本文所述的方法和/或设备的由计算机程序配置的微处理器)、形成存储器设备(如,形成随机存取存储器)的电子电路,和/或形成通信设备(如,调节解调器、通信开关或光电设备)的电子电路。本领域的技术人员将会认识到,可以模拟或数字方式或它们的一些组合实施本文所述的主题。
如本文的任何方面所用,术语“逻辑”可指被配置成能够执行前述操作中的任一者的应用程序、软件、固件和/或电路系统。软件可体现为记录在非暂态计算机可读存储介质上的软件包、代码、指令、指令集和/或数据。固件可体现为在存储器装置中硬编码(例如,非易失性)的代码、指令或指令集和/或数据。
如本文任一方面所用,术语“部件”、“系统”、“模块”等可指计算机相关实体、硬件、硬件和软件的组合、软件或执行中的软件。
如本文任一方面中所用,“算法”是指导致所期望结果的有条理的步骤序列,其中“步骤”是指物理量和/或逻辑状态的操纵,物理量和/或逻辑状态可(但不一定)采用能被存储、转移、组合、比较和以其他方式操纵的电或磁信号的形式。常用于指这些信号,如位、值、元素、符号、字符、术语、数字等。这些和类似的术语可与适当的物理量相关联并且仅仅是应用于这些量和/或状态的方便的标签。
网络可包括分组交换网络。通信装置可能够使用所选择的分组交换网络通信协议来彼此通信。一个示例性通信协议可包括可能够允许使用传输控制协议/因特网协议(TCP/IP)进行通信的以太网通信协议。以太网协议可符合或兼容电气和电子工程师学会(IEEE)于2008年12月发布的标题为“IEEE 802.3Standard”的以太网标准和/或本标准的更高版本。另选地或附加地,通信装置可能够使用X.25通信协议彼此通信。X.25通信协议可符合或兼容由国际电信联盟电信标准化部门(ITU-T)发布的标准。另选地或附加地,通信装置可能够使用帧中继通信协议彼此通信。帧中继通信协议可符合或兼容由国际电报电话咨询委员会(CCITT)和/或美国国家标准学会(ANSI)发布的标准。另选地或附加地,收发器可能够使用异步传输模式(ATM)通信协议彼此通信。ATM通信协议可符合或兼容ATM论坛于2001年8月发布的名为“ATM-MPLS Network Interworking 2.0”的ATM标准和/或该标准的更高版本。当然,本文同样设想了不同的和/或之后开发的连接取向的网络通信协议。
除非上述公开中另外明确指明,否则可以理解的是,在上述公开中,使用术语如“处理”、“估算”、“计算”、“确定”、“显示”的讨论是指计算机系统或类似的电子计算装置的动作和进程,其操纵表示为计算机系统的寄存器和存储器内的物理(电子)量的数据并将其转换成相似地表示为计算机系统存储器或寄存器或其他此类信息存储、传输或显示装置内的物理量的其他数据。
一个或多个部件在本文中可被称为“被配置成能够”、“可配置成能够”、“可操作/可操作地”、“适于/可适于”、“能够”、“可适形/适形于”等。本领域的技术人员将会认识到,除非上下文另有所指,否则“被配置成能够”通常可涵盖活动状态的部件和/或未活动状态的部件和/或待机状态的部件。
术语“近侧”和“远侧”在本文中是相对于操纵外科器械的柄部部分的临床医生来使用的。术语“近侧”是指最靠近临床医生的部分,术语“远侧”是指远离临床医生定位的部分。还应当理解,为简洁和清楚起见,本文可结合附图使用诸如“竖直”、“水平”、“上”和“下”等空间术语。然而,外科器械在许多取向和方位中使用,并且这些术语并非是限制性的和/或绝对的。
本领域的技术人员将认识到,一般而言,本文、以及特别是所附权利要求(例如,所附权利要求的正文)中所使用的术语通常旨在为“开放”术语(例如,术语“包括”应解释为“包括但不限于”,术语“具有”应解释为“至少具有”,术语“包含”应解释为“包含但不限于”等)。本领域的技术人员还应当理解,如果所引入权利要求表述的具体数目为预期的,则此类意图将在权利要求中明确表述,并且在不存在此类叙述的情况下,不存在此类意图。例如,为有助于理解,下述所附权利要求可含有对介绍性短语“至少一个”和“一个或多个”的使用以引入权利要求。然而,对此类短语的使用不应视为暗示通过不定冠词“一个”或“一种”引入权利要求表述将含有此类引入权利要求表述的任何特定权利要求限制在含有仅一个这样的表述的权利要求中,甚至当同一权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”和诸如“一个”或“一种”(例如,“一个”和/或“一种”通常应解释为意指“至少一个”或“一个或多个”)的不定冠词时;这也适用于对用于引入权利要求表述的定冠词的使用。
另外,即使明确叙述引入权利要求叙述的特定数目,本领域的技术人员应当认识到,此种叙述通常应解释为意指至少所叙述的数目(例如,在没有其他修饰语的情况下,对“两个叙述”的裸叙述通常意指至少两个叙述、或两个或更多个叙述)。此外,在其中使用类似于“A、B和C中的至少一者等”的惯例的那些情况下,一般而言,此类构造意在具有本领域的技术人员将理解所述惯例的意义(例如,“具有A、B和C中的至少一者的系统”将包括但不限于具有仅A、仅B、仅C、A和B一起、A和C一起、B和C一起和/或A、B和C一起等的系统)。在其中使用类似于“A、B或C中的至少一者等”的惯例的那些情况下,一般而言,此类构造意在具有本领域的技术人员将理解所述惯例的意义(例如,“具有A、B或C中的至少一者的系统”应当包括但不限于具有仅A、仅B、仅C、A和B一起、A和C一起、B和C一起和/或A、B和C一起等的系统)。本领域的技术人员还应当理解,通常,除非上下文另有指示,否则无论在具体实施方式、权利要求或附图中呈现两个或更多个替代术语的转折性词语和/或短语应理解为涵盖包括所述术语中的一者、所述术语中的任一个或这两个术语的可能性。例如,短语“A或B”通常将被理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。
对于所附的权利要求,本领域的技术人员将会理解,其中表述的操作通常可以任何顺序进行。另外,尽管以一个或多个序列出了各种操作流程图,但应当理解,可以不同于所示顺序的其他顺序执行各种操作,或者可同时执行所述各种操作。除非上下文另有规定,否则此类替代排序的示例可包括重叠、交错、中断、重新排序、增量、预备、补充、同时、反向,或其他改变的排序。此外,除非上下文另有规定,否则像“响应于”、“相关”这样的术语或其他过去式的形容词通常不旨在排除此类变体。
值得一提的是,任何对“一个方面”、“一方面”、“一范例”、“一个范例”的提及均意指结合所述方面所述的具体特征部、结构或特征包括在至少一个方面中。因此,在整个说明书的各种位置出现的短语“在一个方面”、“在一方面”、“在一范例中”、“在一个范例中”不一定都指同一方面。此外,具体特征部、结构或特征可在一个或多个方面中以任何合适的方式组合。
本说明书提及和/或在任何申请数据表中列出的任何专利申请,专利,非专利公布或其他公开材料均以引用方式并入本文,只要所并入的材料在此不一致。因此,并且在必要的程度下,本文明确列出的公开内容代替以引用方式并入本文的任何冲突材料。据称以引用方式并入本文但与本文列出的现有定义、陈述或其他公开材料相冲突的任何材料或其部分,将仅在所并入的材料与现有的公开材料之间不产生冲突的程度下并入。
概括地说,已经描述了由采用本文所述的概念产生的许多有益效果。为了举例说明和描述的目的,已经提供了一个或多个形式的上述具体实施方式。这些具体实施方式并非意图为详尽的或限定到本发明所公开的精确形式。可以按照上述教导内容对本发明进行修改或变型。选择和描述的一个或多个形式是为了说明原理和实际应用,从而使本领域的普通技术人员能够利用适用于预期的特定用途的各种形式和各种修改。与此一同提交的权利要求书旨在限定完整范围。
Claims (21)
1.一种模块化能量系统,包括:
第一模块,所述第一模块包括:
第一面板;和
附接到所述第一面板的第一连接器,其中,所述第一连接器的一部分延伸经过所述第一面板的第一边缘;和
第二模块,所述第二模块包括:
第二面板;和
附接到所述第二面板的第二连接器,其中,所述第二连接器与所述第二面板的第二边缘对准,其中,所述第二连接器限定腔体;
其中,所述第二模块被联接到所述第一模块,其中,所述第一连接器的延伸经过所述第一面板的所述第一边缘的所述部分定位在由所述第二连接器限定的所述腔体内。
2.根据权利要求1所述的模块化能量系统,还包括:
第三模块,所述第三模块包括:
第三面板;和
附接到所述第三面板的第三连接器,其中,所述第三连接器与所述第三面板的第三边缘对准,其中,所述第三连接器限定第二腔体;
其中,所述第二模块还包括:
附接到所述第二面板的第四连接器,其中,所述第四连接器的一部分延伸经过所述第二面板的第四边缘,其中,所述第二面板的所述第四边缘与所述第二面板的所述第二边缘相对;并且
其中,所述第三模块被联接到所述第二模块,其中,所述第四连接器的延伸经过所述第二面板的所述第四边缘的所述部分定位在所述第三连接器的所述第二腔体内。
3.根据权利要求2所述的模块化能量系统,其中,所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块能够具有不同的尺寸。
4.根据权利要求1所述的模块化能量系统,其中,所述第一面板包括附接到所述第一面板并且远离所述第一面板延伸的第一支撑构件;
其中,所述第一连接器进一步限定位于所述第一连接器中的第一孔洞;并且
其中,所述第一连接器能够以可滑动的方式附接到所述面板,其中,所述第一支撑构件能够以可滑动的方式容纳到由所述第一连接器限定的所述第一孔洞中。
5.根据权利要求4所述的模块化能量系统,其中,所述第一面板还包括:
附接到所述面板的支撑凸耳,其中,所述支撑凸耳从所述第一支撑构件偏移;
其中,所述第一连接器还包括远离所述第一连接器延伸的支撑肋,并且其中,所述支撑肋被构造成能够在由附接到所述第一面板的所述第一连接器限定的构型中抵靠所述支撑凸耳。
6.根据权利要求4所述的模块化能量系统,其中,所述第一面板还包括:
附接到所述第一面板并且远离所述第一面板延伸的第二支撑构件,其中,所述第二支撑构件从所述第一支撑构件偏移;
其中,所述第二连接器进一步限定位于所述第二连接器中的第二孔洞;并且
其中,所述第二连接器能够以可滑动的方式附接到所述第一面板,其中,所述第二支撑构件能够以可滑动的方式容纳到由所述第二连接器限定的所述第二孔洞中。
7.根据权利要求1所述的模块化能量系统,其中,在联接构型中,所述第一模块和所述第二模块物理连接并且电连接。
8.根据权利要求4所述的模块化能量系统,其中,所述第一支撑构件包括紧固件插入件。
9.根据权利要求5所述的模块化能量系统,其中,所述支撑肋包括远离所述第一连接器延伸的多个支撑肋。
10.一种模块化能量系统,包括:
第一模块,所述第一模块包括:
第一面板,所述第一面板包括:
附接到所述面板的第一支撑构件;
附接到所述面板的第二支撑构件,其中,所述第二支撑构件从所述第一支撑构件偏移;
附接到所述第一面板的支撑凸耳,其中,所述支撑凸耳位于所述第一支撑构件与所述第二支撑构件之间;
第一连接器,所述第一连接器限定位于所述第一连接器中的第一孔洞,所述第一连接器包括远离所述第一连接器延伸的支撑肋,其中,所述第一连接器能够以可滑动的方式附接到所述第一面板,其中,所述第一支撑构件能够以可滑动的方式插入到所述第一孔洞中,并且其中,在附接构型中,所述支撑肋被构造成能够抵靠所述支撑凸耳,并且其中,在所述附接构型中,所述第一连接器的一部分延伸经过所述第一面板的第一边缘;和
第二连接器,所述第二连接器限定腔体和第二孔洞,其中,所述第二连接器能够以可滑动的方式附接到所述第一面板,其中,
所述第二支撑构件能够以可滑动的方式容纳到所述第二孔洞中,其中,在所述附接构型中,所述第二连接器与所述第一面板的第二边缘对准,并且其中,所述第一面板的所述第二边缘与所述第一面板的所述第一边缘相对。
11.根据权利要求10所述的模块化能量系统,还包括:
第二模块,所述第二模块包括:
第二面板,所述第二面板包括:
附接到所述第二面板的第三支撑构件;
附接到所述第二面板的第四支撑构件,其中,所述第四支撑构件从所述第三支撑构件偏移;
附接到所述第二面板的第二支撑凸耳,其中,所述支撑凸耳位于所述第三支撑构件与所述第四支撑构件之间;
第三连接器,所述第三连接器限定位于所述第三连接器中的第三孔洞,其中,所述第三连接器包括远离所述第三连接器延伸的第二支撑肋,其中,所述第三连接器能够以可滑动的方式附接到所述第二面板,其中,所述第三支撑构件能够以可滑动的方式容纳到由所述第三连接器限定的所述第三孔洞中,并且在所述附接构型中,所述第二支撑肋被构造成能够抵靠所述第二支撑凸耳,
并且其中,在所述附接构型中,所述第三连接器的第二部分延伸经过所述第二面板的第三边缘;和
第四连接器,所述第四连接器限定位于所述第四连接器中的第二腔体和第四孔洞,其中,所述第四连接器能够以可滑动的方式附接到所述第二面板,其中,所述第四支撑构件能够以可滑动的方式容纳到由所述第四连接器限定的所述第四孔洞中,其中,在所述附接构型中,所述第二连接器与所述第二面板的第四边缘对准,并且其中,所述第三边缘与所述第四边缘相对。
12.根据权利要求11所述的模块化能量系统,其中,所述第一模块被联接到所述第二模块,并且在联接构型中,所述第三连接器的延伸经过所述第二面板的所述第二部分定位在由所述第二连接器限定的所述腔体内。
13.根据权利要求11所述的模块化能量系统,其中,所述第二模块被联接到所述第一模块,并且在联接构型中,所述第一连接器的延伸经过所述第一面板的所述部分定位在由所述第四连接器限定的所述腔体内。
14.根据权利要求11所述的模块化能量系统,其中,在联接构型中,所述第一模块和所述第二模块物理连接并且电连接。
15.一种用于模块化能量系统的模块,所述模块包括:
面板,所述面板包括:
附接到所述面板并且远离所述面板延伸的第一支撑构件;
附接到所述面板并且远离所述面板延伸的第二支撑构件,其中,所述第二支撑构件从所述第一支撑构件偏移;第一连接器,所述第一连接器限定位于所述第一连接器中的第一孔洞,其中,所述第一连接器能够以可滑动的方式附接到所述面板,其中,所述第一支撑构件能够以可滑动的方式容纳到所述第一孔洞中,并且其中,在附接构型中,所述第一连接器的一部分延伸经过所述面板的第一边缘;和
第二连接器,所述第二连接器限定腔体和第二孔洞,其中,所述第二连接器能够以可滑动的方式附接到所述第一面板,其中,所述第二支撑构件能够以可滑动的方式容纳到所述第二孔洞中,其中,在所述附接构型中,所述第二连接器与所述面板的第二边缘对准,并且其中,所述第一面板的所述第二边缘与所述面板的所述第一边缘相对。
16.根据权利要求15所述的模块,其中,所述面板还包括附接到所述面板的支撑凸耳,其中,所述支撑凸耳位于所述第一支撑构件和所述第二支撑构件之间,并且其中,所述第一连接器还包括远离所述第一连接器延伸的支撑肋,其中,在所述附接构型中,所述支撑肋抵靠所述支撑凸耳。
17.根据权利要求15所述的模块,其中,所述模块是多个模块中的一个模块,并且所述多个模块能够通过将第一连接器的延伸经过一个模块的部分插入由另一个模块的第二连接器限定的所述腔体内部而堆叠,其中,在堆叠构型中,所述多个模块物理连接并且电连接。
18.一种模块化能量系统,包括:
头模块,其中,所述头模块被配置成能够向一个或多个连接的从属模块供电;
至少一个从属模块,所述至少一个从属模块连接到所述头模块并且由所述头模块供电;和
功率模块,所述功率模块连接到所述从属模块,其中,所述功率模块被配置成能够向一个或多个其他连接的从属模块供电。
19.根据权利要求18所述的模块化能量系统,其中,所述从属模块包括位于所述从属模块的顶部拐角处的接地脚,并且其中,所述头模块搁置在所述接地脚上。
20.根据权利要求18所述的模块化能量系统,其中,所述从属模块包括位于所述从属模块的底部拐角处的隔离脚,其中,所述隔离脚搁置在所述从属模块与所述功率模块之间,并且其中,所述隔离脚将所述从属模块与所述功率模块分开。
21.根据权利要求18所述的模块化能量系统,其中,所述头模块和所述从属模块是第一功率域的一部分,并且所述功率模块是第二功率域的一部分,并且其中,所述第一功率域与所述第二功率域分开。
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