DE102012212094A1 - Endoskopisches Instrument - Google Patents

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Richard Wolf GmbH
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    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/70Manipulators specially adapted for use in surgery

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Abstract

Das endoskopische Instrument weist einen langgestreckten Schaft und einen distalen Instrumentenkopf auf, der vom proximalen Instrumentenende aus steuerbar ist. Es ist ein Gelenk im Schaft oder zwischen dem distalen Schaftende und dem Instrumentenkopf vorgesehen sowie Mittel zum Schwenken eines distalen Gelenkteils in Bezug auf einen proximalen Gelenkteil. Es sind weiter Getriebemitteln zur Übertragung von mindestens einer Steuerfunktion vom proximalen Instrumentenende zum Instrumentenkopf vorgesehen. Die Getriebemittel weisen mindestens ein Umlaufgetriebe auf, dessen zentrale Achse mit der Gelenkachse zusammenfällt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein endoskopisches Instrument mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
  • Endoskopische Instrumente dieser Art sind entweder proximalseitig mit einer Handhabe versehen, über welche verschiedene Bewegungsfunktionen gesteuert werden können oder aber, wie dies bei komplexeren Instrumenten der Fall sein kann, mit einer proximalseitigen Anschlussvorrichtung versehen, mit der sie an einen Arm eines Robotersystems anschließbar ist, mittels dem die einzelnen Funktionen elektromotorisch steuerbar sind. Das Robotersystem selbst wird dann in geeigneter Weise gesteuert, wie dies zum Stand der Technik zählt. Ein solches Instrument ist beispielsweise aus US 7,524,320 B2 bekannt. Dieses Instrument weist einen langgestreckten Schaft auf, an dessen distalem Ende ein Instrumentenkopf angeordnet ist, der vom proximalen Instrumentenende aus steuerbar ist. Hierzu ist proximalseitig eine Anschlussvorrichtung vorgesehen, mit der das Instrument an einen Roboterarm anschließbar ist, über den dann sämtliche Funktionen gesteuert werden können.
  • Um die Bewegungsmöglichkeiten des distalen Instrumentenendes, an dem beispielsweise ein Werkzeug in Form einer Schere, Zange, eines Nadelhalters oder dergleichen angeordnet ist, zu erhöhen, zählt es zum Stand der Technik, im Bereich des distalen Schaftendes oder zwischen dem distalen Schaftende und dem Instrumentenkopf ein Gelenk vorzusehen, um den Instrumentenkopf gegenüber der Schaftachse ablenken zu können. Ein Problem bei derartigen Gelenken ist stets die Durchführung der Steuermittel, mit denen distalseitig dahinterliegende Instrumententeile betätigt werden, beispielsweise zum Öffnen und Schließen einer Zange am Instrumentenkopf oder zum Drehen des Instrumentenkopfes. Hierzu ist es regelmäßig erforderlich, Getriebemittel zum Übertragen der Steuerfunktionen vom proximalen Instrumentenende zum Instrumentenkopf vorzusehen. Bei dem aus US 7,524,320 B2 bekannten Instrument erfolgt dies mittels Seilzügen, die im Bereich des Gelenks über entsprechende Rollen umgelenkt werden.
  • Ein Nachteil der dort beschriebenen Getriebemittel ist es, dass es nicht möglich ist, den Instrumentenkopf zu schwenken ohne damit die übrigen Getriebemittel zu beeinflussen. Dies ist bei robotischen Anwendungen zwar noch tolerabel, da ein entsprechender Ausgleich elektromotorisch und automatisch erfolgen kann, so dass für den Anwender diese gegenseitige Beeinflussung der Steuermittel nicht in Erscheinung tritt. Allerdings erfordert dies einen erhöhten steuerungstechnischen Aufwand, was grundsätzlich von Nachteil ist. Allerdings ist eine solche Beeinflussung der Steuermittel zueinander problematisch, wenn das Instrument durch eine proximale Handhabe bedient werden soll.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes endoskopisches Instrument so auszubilden, dass die vorgenannten Nachteile vermieden werden, d. h. dass es möglich ist, eine Schwenkbewegung zwischen Instrumentenschaft und Instrumentenkopf zu erzeugen, ohne dass die in diesem Bereich durchgeführten Steuermittel davon beeinflusst werden.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein endoskopisches Instrument mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Das erfindungsgemäße endoskopische Instrument weist einen langgestreckten Schaft und einen distalen Instrumentenkopf auf, der vom proximalen Instrumentenende aus steuerbar ist. Es weist ein Gelenk im Schaft oder zwischen dem distalen Schaftende und dem Instrumentenkopf auf sowie Mittel zum Schwenken eines distalen Gelenkteils im Bezug auf einen proximalen Gelenkteil. Es sind weiterhin Getriebemittel zum Übertragen von mindestens einer Steuerfunktion vom proximalen Instrumentenende zum Instrumentenkopf vorgesehen. Gemäß der Erfindung sind die Getriebemittel durch mindestens ein Umlaufgetriebe gebildet, dessen zentrale Achse mit der Gelenkachse zusammenfällt.
  • Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht durch rein mechanische Mittel, nämlich ein Umlaufgetriebe, bei geeigneter Auslegung des Getriebes eine Schwenkbewegung des Gelenkes, ohne dass sich die Steuermittel, typischerweise Zugdrähte oder Zugstangen, zueinander bewegen. Es kann jedoch auch, wenn gewünscht, eine gezielte Bewegung erzeugt werden, je nachdem, wie das Übersetzungsverhältnis im Umlaufgetriebe gewählt wird. Darüber hinaus ermöglicht das Umlaufgetriebe eine Übersetzung der Steuermittel, d. h. es kann je nach Übersetzung die Kraft gezielt erhöht oder abgesenkt werden bzw. der Bewegungshub verkleinert oder vergrößert werden. Ein solches Umlaufgetriebe, dessen zentrale Achse mit der Gelenksachse zusammenfällt, kann kompakt und damit platzsparend aufgebaut werden. Grundsätzlich kann das Umlaufgetriebe als Reibradgetriebe aber auch als Verzahnungsgetriebe ausgelegt werden, bei letzterem können in der Regel höhere Kräfte übertragen werden, auch entfällt im Betrieb die bei Reibrädern gelegentlich erforderliche Justage.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn als Umlaufgetriebe ein Planetenradgetriebe in Form eines Zahnradgetriebes eingesetzt wird, welches mindestens ein Sonnenrad und mindestens ein Hohlrad aufweist, wobei zwischen Sonnen- und Hohlrad Planetenräder vorgesehen sind, welche in einem Planetenträger drehbar gelagert sind und welche das Sonnenrad mit dem Hohlrad bewegungskoppeln. Dabei ist der Planetenträger vorteilhaft drehfest mit einem Gelenkteil und das Hohlrad drehfest mit dem anderen Gelenkteil verbunden. Diese Verbindungen schaffen die Steuerfunktionen, welche dafür sorgen, dass beim Schwenken des Gelenks die übrigen Steuermittel in diesem Bereich so mitverstellt werden, dass die Verschwenkung weder Einfluss auf die Handhabenseite noch den distalen Instrumentenkopf bzw. das dort befindliche Werkzeug hat.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird zum Übertragen einer Steuerfunktion ein weiteres Hohlrad und ein weiterer Planetenträger mit drehbar darin gelagerten Planetenrädern vorgesehen, wobei die Koppelung bezüglich der Schwenkbewegung über ein gemeinsames Sonnenrad erfolgt, welches die Hohlräder und die Planetenräder in den Planetenträgern miteinander bewegungskoppelt.
  • Die vorstehend beschriebene Anordnung ist besonders vorteilhaft, da die Anbindung der Steuermittel mit deutlichem radialem Abstand zur Drehachse des Gelenks bzw. zur zentralen Achse des Getriebes liegt. Es ist jedoch grundsätzlich auch eine kinematische Umkehr möglich.
  • Auf diese Weise können praktisch beliebige Steuerfunktionen mit übertragen werden, indem für jede Steuerfunktion ein weiteres Hohlrad und ein weiterer Planetenträger mit darin drehbar gelagerten Planetenrädern vorgesehen ist, wobei die Bewegungskopplung über das zentrale Sonnenrad erfolgt.
  • Dabei kann das Sonnenrad mit einer durchgehenden Stirnverzahnung versehen sein, es ist jedoch auch eine abgestufte Ausführung denkbar, um auf diese Weise die Übersetzungsverhältnisse zwischen den einzelnen Steuermitteln individuell anzupassen.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Steuerfunktion über im Schaft geführte Zug- und / oder Drucküberträger erfolgt, beispielsweise Stangen oder Drähte, die jeweils an einem Hohlrad oder einem Planetenträger mit Abstand zur Drehachse des Gelenks festgelegt sind. Derartige Zug- oder Druckübertrager zählen zum Stand der Technik und werden auch bei Instrumenten nach dem Stand der Technik zum Übertragen der Steuerfunktionen eingesetzt.
  • Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn eine Steuerfunktion jeweils über ein Paar von im Schaft geführten Zug- / Druckstäben übertragen wird, welche an zwei um etwa 180° versetzt angeordneten Anlenkstellen am Hohlrad oder am Planetenträger angelenkt sind. Eine solche „doppelte“ Steuerung ermöglicht eine nahezu spielfreie und hohe Kräfte übertragende Steuerfunktion, die aufgrund ihrer zur Gelenkachse symmetrischen Anordnung weitgehend unabhängig von der Bewegungsrichtung ist, also beispielsweise bei einer Zange mit gleicher Kraft zum Öffnen wie zum Schließen eingesetzt werden kann. Dabei ist es insbesondere für den vorliegenden Anwendungsfall, bei welchem ein Gelenk vorgesehen ist, welches einen distalen Instrumententeil gegenüber der Schaftachse schwenkt, von Vorteil, wenn die Anlenkstellen am Hohlrad und am Planetenträger den gleichen radialen Abstand zur Drehachse aufweisen oder gegebenenfalls auch einen gezielt unterschiedlichen um im Zusammenwirken mit der Übersetzung des Getriebes eine geeignete Kraft-Weg-Übertragung zu realisieren. Dabei sind die Anlenkpunkte vorteilhaft ebenfalls gelenkig, um eine möglichst reibungsarme Bewegung zu gewährleisten. Insbesondere wenn eine manuelle Steuerung des Instrumentes erfolgen soll, ist es von Vorteil, das Übersetzungsverhältnis des Planetenradgetriebes so auszulegen, dass eine Schwenkbewegung des Gelenkes unabhängig von der Übertragung der Steuerfunktionen ist. Dies ist ein besonderer Vorteil, der durch das Umlaufgetriebe erzielt wird. Es versteht sich, dass beispielsweise bei robotischem Einsatz des Instrumentes, d. h. wenn eine solche von der Schwenkbewegung unabhängige Übertragung der Steuerfunktion möglicherweise entbehrlich ist, das erfindungsgemäße Umlaufgetriebe auch gezielt zu anderen Zwecken eingesetzt werden kann, beispielsweise wenn besondere Übersetzungsverhältnisse in den Steuerfunktionen realisiert werden sollen.
  • Die Bewegungskopplung innerhalb des Getriebes zwischen der Schwenkbewegung des Gelenkes und den entsprechenden Ausgleichsbewegungen der Steuermittel erfolgt durch das zentrale Sonnenrad. In einfachster Form ist dieses durchgängig mit einheitlicher Stirnverzahnung ausgelegt, es können jedoch auch Absätze mit unterschiedlichen Zahnteilungen vorgesehen sein, um bestimmte Übersetzungsverhältnisse zu realisieren. Den konstruktiven Gestaltungsmöglichkeiten sind hier kaum Grenzen gesetzt.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 in stark vereinfachter perspektivischer Darstellung ein endoskopisches Instrument gemäß der Erfindung,
  • 2 in perspektivischer Darstellung den Gelenkbereich in nicht abgewinkelter Stellung,
  • 3 den Gelenkbereich in abgewinkelter Stellung in Darstellung nach 2,
  • 4 den Getriebeaufbau im Gelenkbereich in Darstellung entsprechend 3,
  • 5 Gelenk und Getriebe in Explosionsdarstellung und
  • 6 Gelenk und Getriebe in zusammengesetzter Form in perspektivischer Darstellung.
  • Das endoskopische Instrument ist in seinem grundsätzlichen Aufbau in 1 dargestellt. Es weist einen langgestreckten Schaft 1 auf, welcher proximalseitig einen Bedien- und Steuerteil 2 aufweist, der hier nur als „Black Box“ dargestellt ist. Es kann sich hierbei um ein Bedien- und Steuerteil 2 handeln, wie dies beispielsweise aus US 7,524,320 B2 bekannt ist oder auch um ein manuell zu betätigendes Bedien- und Steuerteil 2, wie dies bei endoskopischen Instrumenten in zahlreichen konstruktiven Varianten zum Stand der Technik zählt. Der Schaft 1 weist einen distalen Endbereich 3 auf, an dessen Ende sich ein Instrumentenkopf 4 anschließt, der hier beispielhaft als Zange dargestellt ist. Dieser Instrumentenkopf 4 steht für ein beliebiges Werkzeug, welches vom proximalen Bedien- und Steuerteil 2 aus betätigbar ist.
  • Das endoskopische Instrument weist eine Längsachse 5 auf, welche durch die Längsachse des Schaftes 1 bestimmt ist. Der Instrumentenkopf 4 kann aus dieser Längsachse 5 herausgeschwenkt werden, hierzu ist im distalen Endbereich 3 ein Gelenk 6 vorgesehen, dessen Gelenkachse 7 die Längsachse 5 senkrecht schneidet. Der Aufbau dieses Gelenkes ist anhand der 26 im Einzelnen dargestellt.
  • Das Gelenk 6 dient zum Abwinkeln des Instrumentenkopfes 4 gegenüber dem Schaft 1 und ist vom Bedien- und Steuerteil 2 aus hinsichtlich seiner Schwenkstellung steuerbar. Es besteht aus einem proximalen Gelenkteil 8, welcher die Außenkontur des Schaftes 1 fortsetzt und fest mit diesem verbunden ist sowie einem distalen Gelenkteil 9, welcher in Geradstellung ebenfalls die Außenkontur des Schaftes fortsetzt und fest mit dem distalen Schaftende und dem daran befestigten Instrumentenkopf 4 verbunden ist. Die Gelenkteile 8 und 9 sind zur Drehachse 7 des Gelenkes hin von ihrem vollzylindrischen Material jeweils zu zwei um 180° zueinander versetzte Zungen 10 bzw. 11 ausgenommen, wobei die Zungen 10 des proximalen Gelenkteils 8 die zylindrische Außenkontur fortsetzen, wohingegen die Zungen 11 des distalen Gelenkteils 9 nach innen versetzt angeordnet sind, so dass sie zwischen die Zungen 10 eingegliedert werden können, wie dies insbesondere aus den 2, 3 und 6 hervorgeht. Sie weisen jeweils eine Bohrung 12 auf, welche zur Aufnahme einer Gelenkachse dient.
  • In den Gelenkteilen 8 und 9 sind bezogen auf die Geradstellung des Gelenkes 6 parallel zur Längsachse 5 Langlöcher 13 vorgesehen, welche zur Führung von Zug- / Druckstangen 14 dienen, die zum Steuern der Abwinklung des Gelenkes und zum Steuern des Instrumentenkopfes 4 dienen. Zur Steuerung der Abwinklung des Gelenkes 6, d. h. des distalen Gelenkteils 9 gegenüber dem proximalen Gelenkteil 8 und dem Schaft 1 sind zwei bezogen auf die Drehachse 7 des Gelenkes 6 um 180° versetzt zueinander angeordnete Zug- / Druckstangen 14 vorgesehen, die nur durch den proximalen Gelenkteil 8 geführt sind und innerhalb des Gelenkes enden. Die Zug- / Druckstangen 14 sind an ihren distalen Enden an einem Hohlrad H1 angelenkt, welches drehfest mit dem distalen Gelenkteil 9 verbunden ist und eine Innenverzahnung aufweist, die in Eingriff mit Planetenrädern P1 steht, welche drehbar in einem ringförmig ausgebildeten Planetenträger T1 gelagert sind und zentral mit einem Sonnenrad S kämmen. Der Planetenträger T1 ist fest mit dem proximalen Gelenkteil 8 verbunden, bildet an seinem Außenumfang eine Lagerfläche, auf welcher eine Zunge 11 mit ihrer Bohrung 12 läuft und somit das Schwenklager des Gelenkes 6 bildet.
  • Der Planetenträger T1 weist an der zum Gelenkinneren weisenden Flachseite drei parallel zur Gelenkachse 7 angeordnete Achsbolzen 15 auf, auf welchen die Planetenräder P1 drehbar gelagert sind. Da der Planetenträger T1 fest mit dem proximalen Gelenkteil 8 und das Hohlrad H1 fest mit dem distalen Gelenkteil 9 verbunden sind, kann mittels der Zug- / Druckstangen 14 die Schwenkbewegung des distalen Gelenkteils 9 in Bezug auf das proximale Gelenkteil 8 gesteuert werden. Da bei einer Schwenkbewegung dieser Bauteile zueinander die Planetenräder P1 an der Innenverzahnung des Hohlrads H1 abrollen, erfolgt eine entsprechende Drehbewegung des Sonnenrades S, welches innen mit den Planetenrädern P1 kämmt.
  • Über das Sonnenrad S werden weitere Getriebestufen des so gebildeten Planetenradgetriebes angesteuert, welche zur Übertragung von weiteren Steuerfunktionen vorgesehen sind.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei weitere Getriebestufen vorgesehen, und zwar zur Übertragung von Bewegungen, welche über ebenfalls um 180° bezogen auf die Schaftachse 5 versetzt zueinander angeordnete Zug- / Druckstangen 16 erzeugt werden, welche vom proximalen Bedien- und Steuerteil 2 aus bewegt werden, um eine entsprechende Steuerfunktion am Instrumentenkopf 4, beispielsweise das Öffnen und Schließen einer Zange, vorgesehen sind. Diese Zug- / Druckstangen 16 sind am Außenumfang eines Planetenträgers T2 um 180° versetzt zueinander angelenkt, der ringförmig ausgebildet ist und ebenfalls parallel zur Gelenkachse 7 seitlich auskragende Achsbolzen 20 aufweist, auf denen Planetenräder P2 drehbar gelagert sind, welche einerseits mit dem zentralen Sonnenrad S kämmen und andererseits mit einer Innenverzahnung eines Hohlrades H2, an dessen Außenumfang ebenfalls um 180° versetzt zueinander zwei Zug- / Druckstangen 17 angelenkt sind, welche die Bewegungen der Zug- / Druckstangen 16 weiter nach distalwärts übertragen.
  • Parallel zu den Zug- / Druckstangen 14 und 16 sind im Schaft 1 noch Zug- / Druckstangen 18 geführt, deren Enden am Außenumfang eines Planetenträgers T3 um 180° versetzt zueinander angelenkt sind, welcher ebenfalls parallel zur Gelenkachse 7 seitlich auskragende Achsbolzen 21 aufweist, auf denen Planetenräder P3 drehbar gelagert sind, welche einerseits mit dem zentralen Sonnenrad S und andererseits mit der Innenverzahnung eines Hohlrades H3 kämmen, an dessen Außenumfang die distalen Enden von Zug- / Druckstangen 19 jeweils um 180° versetzt angelenkt sind, welche die Bewegungen der Zug- / Druckstangen 18 distalwärts, also zum Instrumentenkopf hin, übertragen, und beispielsweise zum Drehen des Kopfes 4 um die Schaftachse dienen.
  • Die Übertragungskinematik besteht hier aus hintereinander geschalteten Planetengetriebestufen. In der dargestellten Ausführungsform besteht die erste Getriebestufe aus dem Hohlrad H1, dem Planetenträger T1 und den Planetenrädern P1 sowie dem Sonnenrad S. Die Zähnezahl des Hohlrads H1 ist dabei zH1 und die Zähnezahl des Sonnenrads S ist dabei zS. Der Planetenträger T1 ist konzentrisch zur Gelenkachse 7 fest mit dem proximalen Gelenkteil 8 verbunden und ist an der Außenseite mit einer Lagerfläche für die Lagerung des distalen Gelenkteils 9 versehen. Das Hohlrad H1 ist fest mit dem distalen Gelenkteil 9 verbunden. Zudem besitzt das Hohlrad H1 am Außenumfang Gelenke, an denen die Zug- / Druckstangen 14 angelenkt sind. Werden die Zug- / Druckstangen 14 bewegt, so überträgt sich die Bewegung auf das Hohlrad H1 und über die Planetenräder P1 auf den Planetenträger T1, der fest mit dem distalen Gelenkteil 9 verbunden ist. Der distale Gelenkteil 9 wird dann um die Gelenkachse 7 geschwenkt. Da der Planetenträger T1 fest mit dem proximalen Gelenkteil 8 verbunden ist, bewirkt die Drehung des Hohlrads H1 gleichzeitig eine Drehung des Sonnenrades S mit dem Übersetzungsverhältnis i1 = –zS / zH1. Werden die Zug- / Druckstangen 14 bewegt, so stehen die Zug- / Druckstangen 16 und 18 und damit die Planetenträger T2 und T3 still. Da sich das gemeinsame Sonnenrad S dreht, wird diese Drehbewegung mit der Übersetzung i2 = –zH2 / zS auf das Hohlrad H2 übertragen, wobei zH2 die Zähnezahl des Hohlrad H2 ist. Ist i1 = i2, bzw. bei gemeinsamem Sonnenrad zH1 = zH2, so gilt für die Bewegungsübertragung von H1 zu H2 für die Gesamtübersetzung iges = i1 × i2 = 1. Das Hohlrad H2 dreht sich also relativ zum proximalen Gelenkteil 8 gleich weit wie das Hohlrad H1 bzw. das distale Gelenkteil 9. Damit bleiben die relativen Positionen der Zug- / Druckstangen 17 und 19 zu dem distalen Gelenkteil 9 erhalten, d. h. die Schwenkbewegung des Gelenkes 6 hat keinerlei Einfluss auf die Bewegungsübertragung. Im Ausführungsbeispiel bleiben also die aktuelle Schwenkstellung der Zange sowie die Drehstellung des Kopfes unabhängig von der Schwenkstellung des Gelenkes erhalten.
  • Zur Übertragung der Bewegung der Zug- / Druckstangen 16 und 18 auf die Zug- / Druckstangen 17 und 19 sind die zweite bzw. dritte Stufe des Planetengetriebes vorgesehen. Eine Bewegung der Zug- / Druckstangen 16 wird in eine Drehbewegung des Planetenträgers T2 übertragen, dessen Drehung bewirkt nun bei feststehendem Sonnenrad S eine Drehbewegung des Hohlrades H2 mit der Übersetzung
    Figure DE102012212094A1_0002
    Hierdurch ergibt sich zwangsläufig eine Übersetzung. Bei einem praktikablen Zähnezahlverhältnis von z. B. zS = 1/2 zH ergibt sich daraus ein Übersetzungsverhältnis i2A = 2 / 3 . Bei zS = 1 / 3 zH ist i2A = 3 / 4 . Es findet also eine leichte Übersetzung der Drehbewegung des Planetenträgers T2 auf das Hohlrad H2 statt. Für die Übertragung der Bewegungen der Zug- / Druckstangen 18 und 19 bzw. für das Hohlrad H3 und den Planetenträger T3 gilt das vorbeschriebene Verhältnis entsprechend.
  • Ist eine Bewegungsuntersetzung erwünscht, so kann der oben beschriebene Aufbau durch eine anderweitige Kombination von Sonnenrad, Planetenträger und Hohlrad mit den Gelenkteilen 8 und 9 erfolgen. So kann beispielsweise das proximale Gelenkteil 8 fest mit dem Hohlrad H1 verbunden und der Planetenträger T1 fest mit dem distalen Gelenkteil 9 verbunden werden. Die Zug- / Druckstangen 16 sind dann mit dem Hohlrad H2 und die abtriebseitigen Zug- / Druckstangen 17 mit dem Planetenträger T2 zu verbinden. Zudem können die Zähnezahlen der Zahnräder entsprechend den gewünschten Übersetzungsverhältnissen variiert werden.
  • Statt der Zug- / Druckstangen können auch Seiltriebe verwendet werden, welche die entsprechenden Umfangsflächen umschließen oder aber an diesen festgelegt sind. So können durch Variation der Übersetzungen des Planetengetriebes Effekte erzielt werden, dass beispielsweise die Zangenkraft signifikant erhöht wird oder aber der Bewegungshub. Eine Anpassung des Getriebes an die konkreten Anwendungsanforderungen kann auf diese Weise erfolgen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Schaft
    2
    Bedien- und Steuerteil
    3
    distaler Endbereich
    4
    Instrumentenkopf
    5
    Längsachse
    6
    Gelenk
    7
    Gelenkachse
    8
    proximaler Gelenkteil
    9
    distaler Gelenkteil
    10
    Zungen von 8
    11
    Zungen von 9
    12
    Bohrung in den Zungen
    13
    Langlöcher
    14
    Zug- / Druckstangen
    15
    Achsbolzen von P1
    16
    Zug- / Druckstangen
    17
    Zug- / Druckstangen
    18
    Zug- / Druckstangen
    19
    Zug- / Druckstangen
    20
    Achsbolzen von P2
    21
    Achsbolzen von P3
    T1–T3
    Planetenträger
    P1–P3
    Planetenräder
    H1–H3
    Hohlräder
    S
    Sonnenrad
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 7524320 B2 [0002, 0003, 0024]

Claims (9)

  1. Endoskopisches Instrument mit einem langgestreckten Schaft (1) und einem distalen Instrumentenkopf (4), der vom proximalen Instrumentenende aus steuerbar ist, mit einem Gelenk (6) im Schaft (1) oder zwischen dem distalen Schaftende und dem Instrumentenkopf (4), mit Mitteln zum Schwenken eines distalen Gelenkteils (9) in Bezug auf einen proximalen Gelenkteil (8), und mit Getriebemitteln zum Übertragen von mindestens einer Steuerfunktion vom proximalen Instrumentenende zum Instrumentenkopf (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebemittel mindestens ein Umlaufgetriebe aufweisen, dessen zentrale Achse (7) mit der Gelenkachse (7) zusammenfällt.
  2. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlaufgetriebe ein Planetenradgetriebe mit mindestens einem Sonnenrad (S), mit mindestens einem Hohlrad (H1) und mit dazwischen in mindestens einem Planetenträger (T1) drehbar gelagerten Planetenrädern (P1) ist, welche Sonnenrad (S) und Hohlrad (H1) miteinander bewegungskoppeln, und dass der Planetenträger (T1) drehfest mit einem Gelenkteil (8) und das Hohlrad (H1) drehfest mit dem anderen Gelenkteil (9) verbunden ist.
  3. Instrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Übertragen einer Steuerfunktion ein weiteres Hohlrad (H2, H3) und ein weiterer Planetenträger (T2, T3) mit drehbar darin gelagerten Planetenrädern (P2, P3) vorgesehen ist, wobei ein gemeinsames Sonnenrad (S) vorgesehen ist, welches die Hohlräder (H) und die Planetenräder (P) in den Planetenträgern (T) bewegungskoppelt.
  4. Instrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Übertragen weiterer Steuerfunktionen weitere Hohlräder (H) und weitere Planetenträger (T) mit drehbar darin gelagerten Planetenrädern (P) vorgesehen sind, die über das gemeinsame Sonnenrad (S) bewegungsgekoppelt sind.
  5. Instrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerfunktion über im Schaft (1) geführte Zug- und/oder Drucküberträger (14; 1619) erfolgt, die jeweils an einem Hohlrad (H) oder einem Planetenträger (T) mit Abstand zur Drehachse (7) des Gelenks (6) festgelegt sind.
  6. Instrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerfunktion über jeweils ein Paar von im Schaft geführten Zug-/Druckstäben (1618) übertragen wird, welche an zwei um 180° versetzt angeordneten Anlenkstellen am Hohlrad (H) oder am Planetenträger (T) angelenkt sind.
  7. Instrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlenkstellen am Hohlrad (H) und am Planetenträger (T) den gleichen radialen Abstand zur Drehachse (7) aufweisen.
  8. Instrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzungsverhältnis des Planetenradgetriebes so ausgelegt ist, dass eine Schwenkbewegung des Gelenkes (6) unabhängig von der Übertragung der Steuerfunktionen ist.
  9. Instrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (S) abgesetzt ausgebildet ist.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202015104679U1 (de) 2015-09-03 2015-09-23 Imk Automotive Gmbh Kinematik für ein intrakorporal angetriebenes Instrument eines Endoskops
DE102015114742A1 (de) 2015-09-03 2017-03-09 Imk Automotive Gmbh Kinematik für ein intrakorporal angetriebenes Instrument eines Endoskops
DE102021126892A1 (de) 2021-10-16 2023-04-20 Karl Storz Se & Co. Kg Medizinisches instrument
DE102021126895A1 (de) 2021-10-16 2023-04-20 Karl Storz Se & Co. Kg Medizinisches instrument
DE102021126893A1 (de) 2021-10-16 2023-04-20 Karl Storz Se & Co. Kg Medizinisches instrument

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10324844A1 (de) * 2003-04-01 2004-12-23 Tuebingen Scientific Surgical Products Gmbh Chirurgisches Instrument mit Instrumentengriff und Nullpunkteinstellung
US7524320B2 (en) 1998-12-08 2009-04-28 Intuitive Surgical, Inc. Mechanical actuator interface system for robotic surgical tools
US20090182193A1 (en) * 2008-01-10 2009-07-16 Power Medical Interventions, Inc. Imaging System For A Surgical Device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7524320B2 (en) 1998-12-08 2009-04-28 Intuitive Surgical, Inc. Mechanical actuator interface system for robotic surgical tools
DE10324844A1 (de) * 2003-04-01 2004-12-23 Tuebingen Scientific Surgical Products Gmbh Chirurgisches Instrument mit Instrumentengriff und Nullpunkteinstellung
US20090182193A1 (en) * 2008-01-10 2009-07-16 Power Medical Interventions, Inc. Imaging System For A Surgical Device

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202015104679U1 (de) 2015-09-03 2015-09-23 Imk Automotive Gmbh Kinematik für ein intrakorporal angetriebenes Instrument eines Endoskops
DE102015114742A1 (de) 2015-09-03 2017-03-09 Imk Automotive Gmbh Kinematik für ein intrakorporal angetriebenes Instrument eines Endoskops
DE102021126892A1 (de) 2021-10-16 2023-04-20 Karl Storz Se & Co. Kg Medizinisches instrument
DE102021126895A1 (de) 2021-10-16 2023-04-20 Karl Storz Se & Co. Kg Medizinisches instrument
DE102021126893A1 (de) 2021-10-16 2023-04-20 Karl Storz Se & Co. Kg Medizinisches instrument
DE102021126892B4 (de) 2021-10-16 2023-08-24 Karl Storz Se & Co. Kg Medizinisches instrument
DE102021126893B4 (de) 2021-10-16 2023-08-24 Karl Storz Se & Co. Kg Medizinisches instrument
DE102021126895B4 (de) 2021-10-16 2023-08-31 Karl Storz Se & Co. Kg Medizinisches instrument

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