JP2016530003A - 可変器具予荷重機構コントローラ - Google Patents

可変器具予荷重機構コントローラ Download PDF

Info

Publication number
JP2016530003A
JP2016530003A JP2016534824A JP2016534824A JP2016530003A JP 2016530003 A JP2016530003 A JP 2016530003A JP 2016534824 A JP2016534824 A JP 2016534824A JP 2016534824 A JP2016534824 A JP 2016534824A JP 2016530003 A JP2016530003 A JP 2016530003A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
preload
assembly
disk
drive
force
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016534824A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6426181B2 (ja
JP2016530003A5 (ja
Inventor
ソロモン，トッド，アール
マクグロガン，アンソニー，ケイ
クーパー，トーマス，ジー
Original Assignee
インテュイティブ サージカル オペレーションズ， インコーポレイテッド
インテュイティブ サージカル オペレーションズ， インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by インテュイティブ サージカル オペレーションズ， インコーポレイテッド, インテュイティブ サージカル オペレーションズ， インコーポレイテッド filed Critical インテュイティブ サージカル オペレーションズ， インコーポレイテッド
Publication of JP2016530003A publication Critical patent/JP2016530003A/ja
Publication of JP2016530003A5 publication Critical patent/JP2016530003A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6426181B2 publication Critical patent/JP6426181B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/1641—Programme controls characterised by the control loop compensation for backlash, friction, compliance, elasticity in the joints
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00477—Coupling
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A61B2034/302—Surgical robots specifically adapted for manipulations within body cavities, e.g. within abdominal or thoracic cavities
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H2025/2062—Arrangements for driving the actuator
    • F16H2025/2075—Coaxial drive motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H25/2003—Screw mechanisms with arrangements for taking up backlash
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H25/2015—Means specially adapted for stopping actuators in the end position; Position sensing means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41032—Backlash

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)

Abstract

手術システム（２００）は、外科器具への制御されたトルク及び位置の伝達に悪影響を与えるバックラッシュに敏感な手術器具（２６０）を含む。外科器具（２６０）は、機械的インターフェースを介して外科器具マニピュレータアセンブリ（２４０）内のモータに連結される。機械的インターフェースと外科器具マニピュレータアセンブリ（２４０）との組み合わせは、例えば、０．７度未満の、低バックラッシュを有する。バックラッシュは、外科器具マニピュレータアセンブリ（２４０）内で制御される。外科器具マニピュレータアセンブリ内の駆動出力ディスク（５４５）から外科器具の被駆動ディスク（９６４）に、機械的インターフェースは、外科処置において用いられるトルクレベルについて、ゼロバックラッシュを有する。

Description

（関連出願の参照）
この出願は、以下の出願、即ち、
（Thomas G. Cooper et al.によって２０１３年８月１５日に出願された「PRELOADED SURGICAL INSTRUMENT INTERFACE」という名称の米国特許出願第６１／８６６，１１５号、
（Todd R. Solomon et al.によって２０１３年８月１５日に出願された「VARIABLE INSTRUMENT PRELOAD MECHANISM CONTROLLER」という名称の米国特許出願第６１／８６６，１１７号、
（Thomas G. Cooper et al.によって２０１３年８月１５日に出願された「ACTUALTOR INTERFACE TO INSTRUMENT STERILE ADAPTER」という名称の米国特許出願第６１／８６６，１１８号、
（Thomas G. Cooper et al.によって２０１３年８月１５日に出願された「INSTRUMENT STERILE ADAPTER DRIVE FEATURES」という名称の米国特許出願第６１／８６６，１２０号、
（Robert E. Holop et al.によって２０１３年８月１５日に出願された「INSTRUMENT STERILE ADAPTER DRIVE INTERFACE」という名称の米国特許出願第６１／８６６，１２４号、及び
（Thomas G. Cooper et al.によって２０１３年８月１５日に出願された「ROBOTIC INSTRUMENT DRIVEN ELEMENT」という名称の米国特許出願第６１／８６６，１２５号
の優先権及び利益を主張し、それらの各々の全文を参照としてここに援用する。
本発明は、一般的には、外科器具及びシステムに関し、より具体的には、低バックラッシュ駆動システムを備える外科器具に関する。
最小侵襲的な医療処置のために利用されるようなロボット制御システムは、比較的小さな工具又は器具を精密に制御し且つ駆動させるために、大きく複雑な機器を含み得る。（ここにおいて用いるとき、「ロボット」又は「ロボット式に」という用語及び類似表現は、遠隔操作又は遠隔ロボット工学の特徴(aspects)を含む。）図１Ａは、既知のロボット制御システム１００の一例を例示している。例えば、Intuitive Surgical, Inc.によって商品化されているda Vinci（登録商標）Surgical Systemの一部であってよいシステム１００は、多数のアーム１３０を有する患者側カート１１０を含む。各アームは、ドッキングポート１４０を有し、ドッキングポート１４０は、一般的には、器具１５０を取り付け且つ器具１５０の作動のための機械的な動力を提供するための機械的インターフェースを備える駆動システムを含む。医療処置中にアーム１３０を用いて、医療処置のためにそれぞれの医療器具１５０を移動させ且つ位置付け得る。
図１Ｂは、既知の器具１５０の底面図を示している。器具１５０は、一般的には、伝動装置又はバックエンド機構１５２（後端機構）と、バックエンド機構１５２から延びるメインチューブ１５４と、メインチューブ１５４の遠位端にある機能的な先端１５６とを含む。先端１５６は、一般的には、医療処置中に用い得る、メス、ハサミ、鉗子、又は焼灼器具のような、医療工具を含む。駆動ケーブル又は腱（テンドン）１５５が先端１５６に接続され、メインチューブ１５４を通じてバックエンド機構１５２に延びる。バックエンド機構１５２は、典型的には、器具１５０の駆動腱と駆動システム１４０の機械的インターフェースの電動軸との間の機械的な結合をもたらす。具体的には、ギア又はディスク１５３が、駆動システム１４０の機械的インターフェースにある相補的な構成(features)と係合する位置、大きさ、及び形状とされる、突起又は孔のような構成を有する。典型的な器具において、ディスク１５３の回転は、それぞれの腱１５５を引っ張り、先端１５６内の対応する機械的なリンクを作動させる。よって、システム１００は、必要に応じて駆動腱１５５内の動き及び張力を制御して、先端１５６を位置付け、方向付け、且つ作動させる。既知の外科システムの更なる詳細は、例えば、Tierney et al.に発効した「Surgical Robotic Tools, Data Architecture, and Use」という名称の（２００１年８月１３日付け出願の）米国特許第７，０４８，７４５に記載されており、ここに参照としてその全文を援用する。
駆動システム１４０から１つの器具１５０を取り外し、次に、取り外した器具の代わりに他の器具１５０を装着することによって、システム１００の器具１５０を交換し得る。装着プロセスは、一般的には、ディスク１５３上の構成が、駆動システム１４０の相補的な構成と適切に係合することを必要とする。しかしながら、装着前に、器具１５０上のディスク１５３の向きは、一般的には、患者側カート１１０には知られていない。
更に、患者側カート１１０のような機器は、医療処置の間に複雑な機器を洗浄し且つ殺菌することの困難さの故に、多くの場合に、減菌バリア（例えば、プラスチックシートドレープ）によって医療処置のために覆われる。この減菌バリアは、ドッキングポート１４０と器具バックエンド１５２との間に介装される減菌アダプタを含み得る。例えば、ここに参照としてその全文を援用する、米国特許第７，０４８，７４５号及びAnderson et al.に発効した「Sterile Surgical Adaptor」という名称の（２００６年３月３１日付け出願の）米国特許第７，６９９，８５５号を参照のこと。それらは幾つかの例示的な殺菌バリア及びアダプタシステムを記載している。
器具１５０のための典型的な装着プロセスは、駆動システム１４０上のディスク１５３の向きと無関係に、可能であれば介在する減菌アダプタを用いて、バックエンド機構１５２を取り付けることを含む。その場合には、新たに装着される器具１５０の作動のために、相補的な構成が互いに噛み合い（対になり）且つ確実に係合するのを保証するために、装着プロセス中に駆動システム１４０中の駆動モータを複数回正逆回転させてよい。装着プロセス中のある時点で、駆動モータは確実に係合されるようになって、それぞれのディスク１５３を回転させる。しかしながら、駆動モータは、異なる予測不能なときに器具１５０のそれぞれのディスク１５３と積極的に(positively)係合するので、装着される器具１５０は、装着プロセス中に、時折、予測不能な方法において動くことがある。特定の用途について、そのような予測不能な動きは許容できない。一般的には、装着手順中の器具先端の無作為な動きに順応するよう、障害物のない又は密閉された空間が器具１５０の周りに必要とされる。
外科システムは、外科器具への制御されたトルク及び位置の伝達に悪影響を与えるバックラッシュに敏感である外科器具を含む。外科器具は、機械的インターフェースを介して外科器具マニピュレータアセンブリ内のモータに連結される（結合される）。機械的インターフェースと外科器具マニピュレータアセンブリとの組み合わせは、例えば０．７度未満の、低バックラッシュを有する。機械的インターフェースは、外科器具マニピュレータアセンブリ内の駆動インターフェースを外科器具の被駆動インターフェースに連結する。１つの特徴において、機械的インターフェースは、外科処置において用いられるトルクレベルについて、ゼロバックラッシュを有する。
よって、装置は外科器具マニピュレータアセンブリを含む。外科器具マニピュレータアセンブリは、駆動ユニットと、駆動出力アセンブリとを含む。駆動出力アセンブリは、駆動ユニットに連結される。駆動出力アセンブリは、駆動ユニットに連結される低バックラッシュカプラを含む。駆動出力ディスクは、低バックラッシュカプラに連結される。外科器具マニピュレータアセンブリバックラッシュの一部は、低バックラッシュカプラへの駆動ユニット及び駆動出力ディスクの連結部(coupling)内にある。
１つの特徴において、駆動出力ディスクは、遠位端面を備える円筒形の本体である。第１の整列要素（アライメント要素）が遠位端面から延びる。第２の整列要素も遠位端面から延びる。第１の整列要素は、第２の整列要素から分離される。駆動出力ディスクとディスクとが噛み合わされるとき、第１及び第２の整列要素の組み合わせは、駆動出力ディスクを他のアセンブリのディスクに方向付ける。１つの特徴において、第１の整列要素はピンであり、第２の整列要素はタブである。
この特徴において、駆動出力ディスクの遠位端面は、中央部と、周縁部とを有する。複数の駆動ドッグが、遠位端面から延びる。各駆動ドッグは、中心から第１の距離に位置付けられる第１の縁面と、周縁部にほぼ隣接して位置付けられる第２の縁面とを含む。第２の縁面は、第１の縁面の反対側にある。更に、各駆動ドッグは、遠位端面から延びる三次元の構造、例えば、三次元の長方形である、第１の部分と、第１の部分から延びる第２の部分とを含む。第２の部分は、第２の部分の２つの対向する側面を有する。第２の部分の側面の各々は、曲面である。１つの特徴において、曲面は、円形区画の一部、例えば、シリンダの外面の一部である。
駆動出力アセンブリは、シャフトも含む。第１の予荷重ばね（プリロードばね）がシャフトに連結される。第１の予荷重ばねは、駆動出力ディスクにも連結される。第１の予荷重ばねは、第１の予荷重ばねが圧縮されるときに、駆動出力ディスクに第１の予荷重力（プリロード力）を適用するように構成される。
駆動出力アセンブリは、シャフトに連結される第２の予荷重ばねも含む。第２の予荷重ばねは、第１の予荷重ばねとの組み合わせにおいて、第１及び第２の予荷重ばねが圧縮されるときに、駆動出力ディスクに第２の予荷重力を適用するように構成される。第２の予荷重力は、第１の予荷重力よりも大きい。
外科器具マニピュレータアセンブリは、複数の駆動ユニットを含むモータパックを含む。複数の駆動ユニットは、前述した駆動ユニットを含む。モータパックは、外科器具マニピュレータアセンブリのハウジング内に可動に取り付けられる。モータパックは、複数のハードストップ（ハード停止部）も含む。複数のハードストップは、モータパックの遠位面から延びるように構成される。
外科器具マニピュレータアセンブリは、解放ラッチも含む。解放ラッチは、外科器具マニピュレータアセンブリのハウジング内に旋回可能に取り付けられる。ピンが解放ラッチの近位部分からハウジングの内側に延びる。１つの特徴において、ピンは、ばね荷重ピンである。
外科器具マニピュレータアセンブリのモータパックは、解放ラッチ抑止ストップ（解放ラッチ抑止停止部）も含む。モータパックが外科器具マニピュレータアセンブリのハウジングに対して完全に引っ込められた位置にあるならば、１つの特徴において、解放ラッチの操作は抑止される。しかしながら、モータパックがハウジングに対して第１の位置にあるならば、ピンは解放ラッチ抑止ストップと接触し、解放ラッチが押されるならば、解放ラッチの旋回を阻止する。他の特徴において、解放ラッチ抑止ストップは、外科器具が減菌アダプタアセンブリ内に取り付けられる間に、モータパックが完全に引っ込められた位置にあるとき、解放ラッチの旋回を阻止する。
他の特徴において、装置は、外科装置アセンブリと、予荷重トラックと、予荷重トラックの上に乗る予荷重アセンブリとを含む。予荷重アセンブリは、外科装置アセンブリに連結される。挿入アセンブリが、予荷重トラックを含む。
予荷重アセンブリが予荷重トラック上の第１の場所にあるとき、予荷重アセンブリは外科装置アセンブリに第１の力を適用する。予荷重アセンブリが予荷重トラック上の第２の場所にあるとき、予荷重アセンブリは外科装置アセンブリに第２の力を適用する。第２の力は、第１の力よりも大きい。
１つの特徴において、予荷重アセンブリは、カムフォロワアセンブリと、アームとを含む。カムフォロワアセンブリは、予荷重トラックの上に乗る。アームは、第１の端と、第２の端とを有する。第１の端は、外科装置アセンブリに連結される。アームの第２の端は、カムフォロワアセンブリに連結される。カムフォロワアセンブリが予荷重トラック上の第１の場所に位置付けられるならば、アームは、カムフォロワアセンブリから外科装置アセンブリに、第１の力に比例する力を伝達するように構成される。カムフォロワアセンブリが予荷重トラック上の第２の場所に位置付けられるならば、アームは、カムフォロワアセンブリから外科装置アセンブリに、第２の力に比例する力を伝達するように構成される。
外科装置アセンブリは、駆動ユニットハウジングや、モータパックも含む。モータパックは、駆動ユニットハウジング内に可動に取り付けられる。アームの第１の端は、モータパックに連結される。カムフォロワアセンブリが予荷重トラック上の第１の場所に位置付けられるならば、アームは、カムフォロワアセンブリからモータパックに、第１の力に比例する力を伝達するように構成される。カムフォロワアセンブリが予荷重トラック上の第２の場所に位置付けられるならば、アームは、カムフォロワアセンブリからモータパックに、第２の力に比例する力を伝達するように構成される。
他の特徴において、装置は、予荷重トラックと、予荷重トラックの上に乗るように構成される予荷重アセンブリとを含む。予荷重アセンブリは、外科装置アセンブリに連結するように構成される。予荷重アセンブリは、予荷重アセンブリが予荷重トラック上の第１の場所に位置付けられるならば、外科装置アセンブリに第１の力を適用するように構成される。
予荷重アセンブリは、予荷重リセット機構を含む。予荷重リセット機構は、予荷重アセンブリを予荷重トラック上の第１の場所に自動的に位置付けるように構成される。
更に他の特徴において、装置は、外科器具マニピュレータアセンブリと、挿入アセンブリと、予荷重アセンブリとを含む。外科器具マニピュレータアセンブリは、ハウジングと、モータパックとを含む。モータパックは、ハウジング内に可動に取り付けられる。挿入アセンブリは、外科器具マニピュレータアセンブリに連結される。挿入アセンブリは、予荷重トラックも含む。予荷重アセンブリは、カムフォロワアセンブリと、アームと、予荷重リセットアセンブリとを含む。アームは、第１の端と、第２の端とを含む。アームの第１の端は、カムフォロワアセンブリに回転可能に接続される。アームの第２の端は、モータパックに連結される。カムフォロワアセンブリは、予荷重トラックの上に乗るように構成される。予荷重リセットアセンブリは、予荷重アセンブリを予荷重トラックの上に自動的に位置付けるように構成される。第１の場所で、予荷重アセンブリは、モータパックに第１の力を適用する。
他の装置は、挿入アセンブリと、器具マニピュレータアセンブリと、外科装置インターフェースと、外科器具とを含む。時折、外科装置インターフェースを外科装置インターフェース要素と呼ぶ。挿入アセンブリは、遠位端と、予荷重トラックとを含む。器具マニピュレータアセンブリは、挿入アセンブリの遠位端に連結される。器具マニピュレータアセンブリは、駆動出力ディスクを含む。駆動出力ディスクは、駆動出力インターフェースを有する。
外科装置は、器具マニピュレータアセンブリに取り付けられる。外科装置インターフェースは、中間ディスクを含む。中間ディスクは、中間被駆動インターフェースと、中間駆動インターフェースとを有する。中間被駆動インターフェースは、駆動出力インターフェースに連結される。
外科器具は、外科装置インターフェースに取り付けられる。外科器具は、被駆動ディスクを含む。被駆動ディスクは、被駆動インターフェースを有する。被駆動インターフェースは、中間駆動インターフェースに連結される。
第１の力が駆動出力ディスクと中間ディスクとの間の連結部に適用されるならば、駆動出力ディスクと中間ディスクとの間の連結部は、２つのディスクを位置合わせさせる（整列させる）ために用いられるトルクレベルについて、非ゼロバックラッシュを有する。第２の力が駆動出力ディスクと中間ディスクとの間の連結部に適用されるならば、駆動出力ディスクと中間ディスクとの間の連結部は、外科処置において用いられるトルクレベルについて、ゼロバックラッシュを有する。第２の力は、第１の力よりも大きい。
よって、装置は、駆動出力ディスクと、中間ディスクとを含む。駆動出力ディスクは、遠位端面と、遠位端面から延びる複数の駆動ドッグとを含む。複数の駆動ドッグの各駆動ドッグは、遠位端面から延びる三次元の構造、例えば、三次元の長方形である、第１の部分と、第１の部分から延びる第２の部分とを含む。第２の部分は、第２の部分の２つの対向する側面を含む。第２の部分の側面の各々は、曲面である。１つの特徴において、曲面は、円形区画、例えば、シリンダの外面の一部である。中間ディスクは、近位端面と、近位端面から中間ディスク内に延びる複数の駆動ドッグレセプタクル（駆動ドッグ受部）とを含む。複数の駆動ドッグレセプタクルの各駆動ドッグレセプタクルは、複数の駆動ドッグの１つを受けるように構成される。複数の駆動ドッグレセプタクルの各駆動ドッグレセプタクルは、外面から中間ディスク内に延びる対向する側壁を含む第１の部分と、駆動ドッグレセプタクルの底面である第２の部分と、第１の部分から第２の部分に延びる第３の部分とを含む。第３の部分は、第３の部分の２つの対向する傾斜側面を有する。
装置は、駆動出力ディスクに連結される第１の予荷重ばねを有する。第１の予荷重ばねは、駆動出力ディスクが中間ディスクに連結されるときに圧縮される。第１の予荷重ばねの圧縮は、駆動出力ディスクに予荷重力を適用する。予荷重力が駆動出力ディスクに適用されるとき、駆動出力ディスクと中間ディスクとの間の連結部は、ディスクを位置合わせさせるのに必要なトルクレベルについて、非ゼロバックラッシュを有する。
装置は、駆動出力ディスクに連結される第２の予荷重ばねも含む。予荷重アセンブリは、第１及び第２の予荷重ばねに連結される。予荷重アセンブリが第１及び第２の予荷重ばねを圧縮するとき、圧縮される第２ばねは、圧縮される第１のばねとの組み合わせにおいて、駆動出力ディスクと中間ディスクとの間の連結部に第２の予荷重力を適用する。第２の予荷重力が連結部に適用されるとき、駆動出力ディスクと中間ディスクとの間の連結部は、外科処置において用いられるトルクレベルについて、ゼロバックラッシュを有する。
更に他の特徴において、装置は、外科装置インターフェース要素を含む。外科装置インターフェース要素は、複数の中間ディスクと、第１の本体構造とを含み、第１の本体構造は、その中に回転可能に取り付けられる複数の中間ディスクを有する。
各中間ディスクは、中間被駆動インターフェースと、中間駆動インターフェースとを含む。中間駆動インターフェースは、中間被駆動インターフェースの反対側にある。
中間被駆動インターフェースは、第１の整列レセプタクル（アライメント受部）と、駆動ドッグレセプタクル（駆動ドッグ受部）とを含む。中間駆動インターフェースは、駆動ドッグと、係合構造とを含む。
第１の整列レセプタクルは、外科器具マニピュレータアセンブリの駆動出力ディスクから延びる第１の整列要素と噛み合う（対になる）ように構成される。中間被駆動インターフェースは、第２の整列レセプタクルも含む。第２の整列レセプタクルは、駆動出力ディスクから延びる第２の整列要素と噛み合うように構成される。第１の整列レセプタクルは、第２の整列レセプタクルから分離されている。第１及び第２の整列レセプタクルの組み合わせは、駆動出力ディスク及び中間ディスクが連結される、例えば、噛み合わされるときに、駆動出力ディスクを中間ディスクに方向付ける。
第１の本体構造は、複数のハードストップを含む。各中間ディスクは、ハードストップのうちの１つと関連付けられる。各中間ディスクは、そのディスクの外側面から延びるハードストップタブを有する。中間ディスクの第１の軸方向位置において、中間ディスクが回転させられるときに、ハードストップタブは、中間ディスクと関連付けられるハードストップと接触する。中間ディスクの第２の軸方向位置において、中間ディスクは、ハードストップタブが中間ディスクと関連付けられるハードストップと接触せずに、自由に回転する。
駆動ドッグレセプタクルの各々は、中間ディスクの外面から中間ディスク内に延びる対向する側壁を有する第１の部分を含む。駆動ドッグレセプタクルの第２の部分が、駆動ドッグレセプタクルの底面にある。駆動ドッグレセプタクルの第３の部分が、第１の部分から第２の部分に延びる。第３の部分は、第３の部分の２つの対向する側面を含む。第３の部分の側面の各々は、傾斜面である。１つの特徴において、傾斜面は、楔（ウェッジ）の側面の一部である。
中間ディスクの駆動ドッグの各々は、三次元の構造、例えば、三次元の長方形である、第１の部分を有する。駆動ドッグの第２の部分が、第１の部分から延びる。第２の部分は、第２の部分の２つの対向する側面を有する。第２の部分の側面の各々は、曲面の一部である。１つの特徴において、曲面は、円形区画の一部、例えば、シリンダの外面の一部である。
中間ディスクの駆動ドッグレセプタクルの各々は、駆動ドッグレセプタクルの各々が第１の平面によって二分されるように位置付けられる。中間ディスクの駆動ドッグの各々は、駆動ドッグの各々が第２の平面によって二分されるように位置付けられる。第１の平面は、第２の平面に対して垂直である。
外科装置インターフェース要素は、第２の本体構造も含む。第１の本体構造は、第２の本体構造内に可動に取り付けられる。第２の本体構造は、スキッドプレート(skid plate)を含む。
中間ディスクは、遠位面も有する。係合構造は、１つの特徴において、遠位面から遠位方向に延びる開放三次元構造である。開放三次元構造は、概ねＣ形状構造である。Ｃ形状構造は、高さと、第１の端と、第２の端とを有する。第１及び第２の端は、Ｃ形状構造の開口を境界付ける。中心線がＣ形状構造の中心を通じて延びる。中心線は第１及び第２の端から等距離にある。
開放三次元構造は、第１及び第２の端の一方から延びる壁も含む。壁は、Ｃ形状構造の中心線と実質的に平行な方向に延びる。その壁は中間ディスクの遠位面の外縁に向かっても延びる。その壁は、Ｃ形状構造の高さよりも高さを有する。
他の特徴において、開放三次元構造は、円形トラックである。円形トラックは、第１の高さと、第１の端と、第２の端とを有する、第１の円周区画を含む。円形トラックは、第１の円周区画の第１の端と第２の端との間に延びる第２の円周区画も含む。第２の円周区画は、第２の高さを有する。第２の高さは、第１の高さ未満である。円形トラックの中心線が円形トラックの中心を通じて延び、第１及び第２の端から等距離にある。Ｃ形状構造は、円形トラックの一例である。この特徴において、開放三次元構造は、第１の円周区画の第１及び第２の端の一方から円形区画の中心と実質的に平行な方向に延びる壁も含む。その壁は、複数の中間ディスクのうちの中間ディスクの遠位面の外縁に向かって延びる。その壁は、高さを有する。その壁の高さは、第１の円周区画の第１の高さよりも小さい。
１つの特徴において、外科装置インターフェース要素は、外科器具マニピュレータアセンブリに取り付けられる。外科器具マニピュレータアセンブリは、駆動インターフェースを有する駆動出力ディスクを含む。駆動インターフェースは、中間ディスクの中間被駆動インターフェースと連結される。駆動出力ディスクへの所定の予荷重力の適用後、中間ディスクと駆動出力ディスクとの間の連結部は、外科処置において用いられるトルクレベルについて、ゼロバックラッシュを有する。
他の特徴において、外科器具は、外科装置インターフェース要素に取り付けられる。外科器具は、被駆動インターフェースを備える被駆動ディスクを更に有する。被駆動インターフェースは、中間ディスクの中間駆動インターフェースに連結される。中間ディスクへの所定の予荷重力の適用後、中間ディスクと被駆動ディスクとの間の連結部は、外科処置において用いられるトルクレベルについて、ゼロバックラッシュを有する。
よって、１つの特徴において、装置は、中間ディスクと、被駆動ディスクとを含む。中間ディスクは、中間被駆動インターフェースと、中間駆動インターフェースとを含む。中間ディスク駆動インターフェースは、中間被駆動インターフェースの反対側にある。
中間被駆動インターフェースは、整列レセプタクルと、駆動ドッグレセプタクルとを含む。中間駆動インターフェースは、駆動ドッグと、係合構造とを含む。
被駆動ディスクは、中間駆動インターフェースと噛み合うように構成される被駆動インターフェースを含む。被駆動インターフェースは、係合レセプタクルと、駆動ドッグレセプタクルと、回転不能化要素とを含む。回転不能化要素は、被駆動ディスクの回転を阻止する回転係止機構（回転ロック機構）を含む。係合レセプタクルは、係合構造が係合レセプタクルと位置合わせされるならば、係合構造を受けるように構成される。
一層更なる特徴において、装置は、外科器具を含む。外科器具は、被駆動ディスクレセプタクルを有する本体を含む。外科器具内にあるシャフトの近位端は、被駆動ディスクレセプタクル内に延びる。被駆動ディスクが被駆動ディスクレセプタクル内に位置付けられるよう、被駆動ディスクはシャフトの近位端に取り付けられる。
被駆動ディスクは、被駆動インターフェースを含む。被駆動インターフェースは、係合レセプタクルと、駆動ドッグレセプタクルと、回転不能化要素とを含む。回転不能化要素は、回転係止機構を有する。回転不能化要素の係合後、回転係止機構は、被駆動ディスクレセプタクルと係合し、被駆動ディスクの回転を阻止する。
駆動ドッグレセプタクルの各々は、第１の部分と、第２の部分と、第３の部分とを含む。第１の部分は、被駆動ディスクの近位面から被駆動ディスク内に延びる対向する側壁を含む。第２の部分は、駆動ドッグレセプタクルの底面である。第３の部分は、第１の部分から第２の部分に延びる。第３の部分は、第３の部分の２つの対向する側面を有する。第３の部分の側面の各々は、傾斜面を含む。１つの特徴において、傾斜面は、楔の側面の一部である。１つの特徴において、各駆動ドッグレセプタクルは、被駆動ディスクの長手軸から第１の距離に位置付けられる第１の縁面と、第１の縁の反対側にある第２の開放縁とを含む。
係合レセプタクルは、被駆動ディスクの近位面から被駆動ディスク内に延びる溝を含む。溝は第１の端から第２の端に延びる。溝は、幅と、深さとを有する。溝の第１の端は、第１の間隙によって回転不能化要素から分離される。溝の第２の端は、第２の間隙によって回転不能化要素から分離される。溝の幅及び深さは、中間ディスク上の中間駆動インターフェースの係合構造を受け入れるような大きさにされる。
１つの特徴において、回転不能化要素は、屈曲部(flexure)である。回転係止機構は、屈曲部から延びる。この特徴において、回転形式光波、タング(tang)を含む。
被駆動ディスクレセプタクルは、底面を有する。複数の歯が、底面から近位方向に延びる。
装置は、減菌アダプタアセンブリも含む。外科器具は、減菌アダプタアセンブリに取り付けられる。減菌アダプタアセンブリは、被駆動ディスクの被駆動インターフェースと連結される中間駆動インターフェースを有する中間ディスクを含む。中間ディスクへの所定の力の適用後、中間ディスクと被駆動ディスクとの間の連結部は、非ゼロバックラッシュを有する。
装置は、外科器具マニピュレータアセンブリも含む。減菌アダプタアセンブリは、外科器具マニピュレータアセンブリに取り付けられる。外科器具マニピュレータアセンブリは、中間ディスクの被駆動インターフェースと連結される駆動インターフェースを有する駆動出力ディスクを更に含む。駆動出力ディスクへの所定の予荷重力の適用後、中間ディスクと駆動出力ディスクとの間の連結部は、外科処置において用いられるトルクレベルについて、ゼロバックラッシュを有する。
従来技術の遠隔操作される最小侵襲的外科システムを示す図である。
従来技術の外科装置アセンブリを示す図である。
低バックラッシュを備える外科装置アセンブリを含む遠隔操作される外科システムを示す図である。
図２の外科装置アセンブリの構成をより詳細に示す図であり、外科装置アセンブリは既知のバックラッシュを有する。
図２の外科装置アセンブリの構成をより詳細に示す図であり、外科装置アセンブリは低バックラッシュを有する。
外科器具マニピュレータアセンブリへの減菌アダプタアセンブリ及び外科器具の取付け、並びにバックラッシュを減少させる予荷重機構、器具取外しロックアウト、減菌アダプタ取外しロックアウト、予荷重解放、及び自動予荷重リセットの動作を示すブロック図である。 外科器具マニピュレータアセンブリへの減菌アダプタアセンブリ及び外科器具の取付け、並びにバックラッシュを減少させる予荷重機構、器具取外しロックアウト、減菌アダプタ取外しロックアウト、予荷重解放、及び自動予荷重リセットの動作を示すブロック図である。 外科器具マニピュレータアセンブリへの減菌アダプタアセンブリ及び外科器具の取付け、並びにバックラッシュを減少させる予荷重機構、器具取外しロックアウト、減菌アダプタ取外しロックアウト、予荷重解放、及び自動予荷重リセットの動作を示すブロック図である。 外科器具マニピュレータアセンブリへの減菌アダプタアセンブリ及び外科器具の取付け、並びにバックラッシュを減少させる予荷重機構、器具取外しロックアウト、減菌アダプタ取外しロックアウト、予荷重解放、及び自動予荷重リセットの動作を示すブロック図である。 外科器具マニピュレータアセンブリへの減菌アダプタアセンブリ及び外科器具の取付け、並びにバックラッシュを減少させる予荷重機構、器具取外しロックアウト、減菌アダプタ取外しロックアウト、予荷重解放、及び自動予荷重リセットの動作を示すブロック図である。 外科器具マニピュレータアセンブリへの減菌アダプタアセンブリ及び外科器具の取付け、並びにバックラッシュを減少させる予荷重機構、器具取外しロックアウト、減菌アダプタ取外しロックアウト、予荷重解放、及び自動予荷重リセットの動作を示すブロック図である。 外科器具マニピュレータアセンブリへの減菌アダプタアセンブリ及び外科器具の取付け、並びにバックラッシュを減少させる予荷重機構、器具取外しロックアウト、減菌アダプタ取外しロックアウト、予荷重解放、及び自動予荷重リセットの動作を示すブロック図である。
図２の外科器具マニピュレータアセンブリの遠位端を示す図である。
挿入軸ベースアセンブリに取り付けられる挿入アセンブリに付けられる外科器具マニピュレータアセンブリ
減菌アダプタアセンブリを外科器具マニピュレータアセンブリに取り付けるときの第１の特徴を示す図である。 減菌アダプタアセンブリを外科器具マニピュレータアセンブリに取り付けるときの第１の特徴を示す図である。
駆動出力ユニット及び減菌アダプタアセンブリの他の特徴を示す図である。
駆動出力ユニットへの図８Ａの減菌アダプタアセンブリの連結を示す切欠図である。 駆動出力ユニットへの図８Ａの減菌アダプタアセンブリの連結を示す切欠図である。 駆動出力ユニットへの図８Ａの減菌アダプタアセンブリの連結を示す切欠図である。
図８Ａの減菌アダプタアセンブリのための減菌アダプタラッチアセンブリを示す切欠図である。 図８Ａの減菌アダプタアセンブリのための減菌アダプタラッチアセンブリを示す切欠図である。 図８Ａの減菌アダプタアセンブリのための減菌アダプタラッチアセンブリを示す切欠図である。
図８Ａの減菌アダプタアセンブリを示す底面斜視図である。
図８Ａの減菌アダプタアセンブリを示す頂面斜視図である。
図２の外科器具をより詳細に示す図である。 図２の外科器具をより詳細に示す図である。
減菌アダプタアセンブリ内への外科器具の取付けにおける段階を示す図である。 減菌アダプタアセンブリ内への外科器具の取付けにおける段階を示す図である。 減菌アダプタアセンブリ内への外科器具の取付けにおける段階を示す図である。 減菌アダプタアセンブリ内への外科器具の取付けにおける段階を示す図である。
駆動出力ディスクが中間ディスクに連結される、例えば、噛み合わせられ、中間ディスクが被駆動ディスクに連結されるときの、ディスク積重ねを示す図である。
駆動ユニットアセンブリハウジングが取り外され、駆動出力ユニットの周りのハウジングが取り外された状態の、外科器具マニピュレータアセンブリを示す図である。
遊星ギアヘッドを示す側面図である。
遊星ギアヘッドを示す遠位図である。
２８：１の遊星ギアヘッドを示す近位図である。
９：１の遊星ギアヘッドを示す近位図である。
駆動出力アセンブリをより詳細に示す図である。
低バックラッシュカプラを示す端面図である。
駆動出力ディスクにある駆動インターフェースを示す図である。
駆動ドッグを示す断面図である。
減菌アダプタアセンブリを示す図である。
可動本体の一部を示す拡大図であり、レセプタクル及び中間ディスクを示している。
中間ディスクの近位端にある中間被駆動インターフェースを示す図である。
中間ディスクの遠位端にある中間駆動インターフェースを示す図である。
駆動ドッグレセプタクルを示す断面図である。
駆動出力ディスク上の駆動インターフェースが中間ディスク上の中間被駆動インターフェースと部分的に連結した後に軽い予荷重力の下で駆動ドッグレセプタクル内に挿入される駆動ドッグを示す断面図である。
被駆動ディスクの近位端にある被駆動インターフェースを示す図である。
被駆動インターフェースアセンブリの本体の一部を示す図である。
中間ディスク及び被駆動ディスクが接触する、即ち、部分的に連結させられるが、噛み合わないときの、切欠図である。
中間ディスク及び被駆動ディスクが噛み合うときの切欠図である。
挿入アセンブリの１つの特徴をより詳細に示す図である。
予荷重アセンブリをより詳細に示す図である。 予荷重アセンブリをより詳細に示す図である。
予荷重アセンブリのカムフォロワアセンブリ内のホイールに作用する力の自由体力図である。
距離Ｚｌｏａｄだけ移動した駆動ユニットハウジングの頂部に対して追加的な距離Δだけ移動したモータパックを示す図である。 距離Ｚｌｏａｄだけ移動した駆動ユニットハウジングの頂部に対して追加的な距離Δだけ移動したモータパックを示す図である。
１つの特徴において予荷重トラックの寸法を示す図である。
外科器具の挿入距離に対する引込力のグラフである。
予荷重アセンブリをより詳細に示す図である。
カムフォロワアセンブリの解放を示す図である。
予荷重アセンブリの自動予荷重リセット機構を示す図である。
外科器具マニピュレータアセンブリ、減菌アダプタアセンブリ、及び外科器具を示す切欠図であり、外科器具マニピュレータアセンブリのモータパックは、複数の展開されたハードストップを含む。
解放ラッチ機構及び解放ラッチ機構の動作を抑止する機構を示す図である。 解放ラッチ機構及び解放ラッチ機構の動作を抑止する機構を示す図である。
図面において、１桁の図面番号について、ある要素の参照番号中の第１の桁は、その要素が最初に現れる図面の番号である。２桁の図面番号について、ある要素の参照番号中の最初の２桁は、その要素が最初に現れる図面の番号である。
１つの特徴において、外科システム２００（図２）、例えば、最小侵襲的な遠隔操作される外科システムは、アーム２２０を有する患者側カート２１０を含む。アーム２２０の端には、進入ガイドマニピュレータ２３０（エントリーガイドマニピュレータ）がある。進入ガイドマニピュレータ２３０に取り付けられているのは、マスタ器具マニピュレータ２８０であり、次に、マスタ器具マニピュレータ２８０は、多数の外科装置アセンブリを支持する。１つの特徴において、外科装置アセンブリは、外科器具マニピュレータアセンブリ２４０と、器具減菌アダプタアセンブリ２５０と、外科器具２６０とを含む。
外科器具マニピュレータアセンブリ２４０を器具マニピュレータアセンブリ２４０と呼ぶことがある。器具減菌アダプタアセンブリ２５０を減菌アダプタアセンブリ２５０と呼ぶときがある。
進入ガイドマニピュレータ２３０は、外科装置アセンブリのピッチ（縦揺れ）及びヨー（偏揺れ）をグループとして変更する。各外科器具２６０のメインチューブは、単一ポートの進入ガイド２７０（エントリーガイド）内の異なる通路を通じて延びる。この特徴において、単一ポートの進入ガイド２７０は、カニューレ内に取り付けられる。単一ポートは患者の内側の手術部位への単一のアクセス場所（例えば、単一の切開部、単一の自然オリフィス、及び類似の場所）を指す。
ここにおいて用いるとき、カニューレは、患者の体壁を通過し且つ患者と直接的に接触するようになるチューブ（管）である。カニューレは、一般的には、患者に対して出入りして摺動せず、カニューレは、運動の遠隔中心と呼ぶその軸の地点の周りで縦揺れし且つ偏揺れし得る。
ここにおいて用いるとき、単一ポートの進入ガイド２７０は、患者の内側の場所に達するために全ての外科器具及びカメラ器具が通らなければならないチューブである。進入ガイド２７０は、各器具のために別個の管腔を有する。進入ガイド２７０はカニューレを通過し、カニューレに対して捩れることがある。
ここにおいて用いるとき、バックラッシュは、機械的インターフェースの接続される部分を動かさずに機械的インターフェースの１つの部分を動かし得る、最大角度である。外科器具２６０は、器具マニピュレータアセンブリ２４０から外科器具２６０への制御されたトルク及び位置の伝達に悪影響を与えるバックラッシュに敏感である。以下により完全に説明するように、外科器具２６０は、機械的インターフェースを介して器具マニピュレータアセンブリ２４０内のモータに連結される。機械的インターフェースと器具マニピュレータアセンブリ２４０との組み合わせは、例えば０．７度未満の、低いバックラッシュを有する。１つの特徴において、器具マニピュレータアセンブリ２４０中の出力ディスク（駆動出力ディスク）から外科器具２６０の入力ディスク（被駆動ディスク）まで、機械的インターフェースはゼロバックラッシュを有する。
１つの特徴において、機械的インターフェースは、減菌アダプタアセンブリ２５０を含む。減菌アダプタアセンブリ２５０は、減菌ドレープ（図示せず）を含む。減菌ドレープは、当該技術分野に精通した者に既知の構成に均しい方法において構成される。減菌アダプタアセンブリ２５０は、使い捨て製品である。従って、減菌アダプタアセンブリ２５０において実施される機械的インターフェースの部分は、以下により完全に説明するように、最小数の部品を含む。
外科器具２６０の伝動装置は、多数の平行な入力シャフトを有する。製造変動及び公差の故に、これら入力シャフトの全てが完全に平行に或いは精密に配置されるとは限らず、或いは完全に平行に又は精密に配置され得るとは限らない。このため、機械的インターフェースは、外科器具２６０を器具マニピュレータアセンブリ２４０に係合させるプロセス中にシャフトの角度的及び平面的な不整列（ずれ）に順応しなければならない。機械的インターフェースは、器具係合プロセス中に、極めて小さな、効果的には、ゼロの、器具先端運動を伴って、外科器具２６０を器具マニピュレータアセンブリ２４０内の駆動モータに連結する。以下により完全に説明するように、外科器具２６０が器具マニピュレータアセンブリ２４０内のモータと係合させられるまで、器具先端運動は抑制される。加えて、機械的インターフェースにおけるバックラッシュが最小限化されるまで、外科器具２６０の遠位端は、カニューレの遠位端を越えて延びない。
コントローラ２９０が外科医制御コンソール（図示せず）に連結され、且つ患者側カート２１０に連結される。コントローラ２９０は、システム２００内の様々なコントローラを表している。コントローラ２９０は、制御命令に応答して制御命令を外科器具２６０に送信する。制御命令は、外科医による外科医制御コンソール内のマスタの動きに基づく。スレーブ外科器具２６０が制御命令に応答して動くときに、システムコントローラ２９０内のディスプレイモジュールは、外科医制御コンソール内のディスプレイ装置によって生成される手術部位の立体視も更新する。
コントローラ２９０として記載するが、コントローラ２９０は、実際には、ハードウェア、プロセッサ上で実行されるソフトウェア、及びファームウェアの任意の組み合わせによって実施されてよいことが理解されるべきである。また、ここにおいて記載するような、その機能は、１つのユニットによって遂行されてよく、或いは異なる構成部品の間に分けられてよく、次に、それらの各々は、ハードウェア、プロセッサ上で実行されるソフトウェア、及びファームウェアの任意の組み合わせによって実施されてよい。異なる構成部品の間で分けられるとき、構成部品は、１つの場所に集中させられてよく、或いは分散型処理の目的のためにシステム２００に亘って分散させられてよい。プロセッサは、少なくとも論理演算装置及び論理演算装置と関連付けられるメモリを含むことが理解されなければならない。
図３Ａ及び３Ｂは、進入ガイドマニピュレータ２３０に取り付けられる４つの外科装置アセンブリ３００の例示である。図３Ａにおいて、外科装置アセンブリ３００は、初期位置、例えば、第１の場所に位置付けられている。以下により完全に説明するように、機械的インターフェースは、器具マニピュレータアセンブリ２４０内のモータと外科器具２６０の伝動装置内のシャフトとの間のディスク積重ね（ディスクスタック）を含む。図３Ａの構成では、第１の予荷重力（プリロード力）がディスク積重ねに適用される、例えば、第１の所定の力がディスク積重ねに適用される。
この第１の予荷重力を用いるならば、機械的インターフェースは、幾らかのバックラッシュを有することがある。何故ならば、第１の予荷重力は、機械的インターフェース内のディスク間の相対的な動きを防止するよう、ディスク積重ね内のディスクを共にしっかりと締め付けるのに十分でないからである。しかしながら、第１の予荷重力との組み合わせにおける機械的インターフェース内のディスク積重ね内のディスクの設計は、バックラッシュが最小限化されるまで、ディスク積重ね内のディスクが係合させられたままであること、例えば、部分的に連結されたままであることを保証する。
低い予荷重力である第１の予荷重力を用いるならば、機械的インターフェース内のディスクは、第１のトルクレベル、例えば、０．１の摩擦係数を想定するならば、１．１７インチポンド（０．１３２２ニュートンメートル）まで、ゼロバックラッシュを有する。第１のトルクレベルより上では、既知の小さなバックラッシュ、例えば、１．１３度があることがある。以下により完全に説明するように、ディスクを回転させて摩擦に打ち勝ち且つディスクと迅速に動的に噛み合う（対になる）のに十分な力が用いられるので、この力は、典型的には、第１のトルクレベルよりも多くをもたらす。この場合、機械的インターフェース内のディスクは、非ゼロバックラッシュを有する。よって、この場合、機械的インターフェースは、非ゼロバックラッシュを有すると言われる。
図３Ｂでは、４つの外科装置アセンブリのうちの３つが遠位に移動させられている。矢印３９０は、近位方向及び遠位方向を定める。ここで、遠位方向は、患者２０１に向かい且つマスタ器具マニピュレータ２８０から離れる。近位方向は、患者２０１から離れ且つマスタ器具マニピュレータ２８０に向かう。
外科装置アセンブリ３００は、挿入アセンブリ３３１上で遠位に動くと、ディスク積重ね上の予荷重力は、第１の予荷重力から第２の予荷重力に自動的に増大させられる。第２の予荷重力は、第２の所定の力の一例である。第２の予荷重力は、機械的インターフェースのバックラッシュ、即ち、ディスク積重ね内のディスク間のバックラッシュを、外科処置において用いられるトルクレベルについて、ゼロまで減少させる。
１つの特徴において、第２の予荷重力は、高い予荷重力、例えば、２．３ポンド（１．０４３キログラム）である。ちょうど記載したように、機械的インターフェース内のディスク、故に、機械的インターフェースは、外科処置において用いられるトルクレベルで、ゼロバックラッシュを有する。１つの実施例において、摩擦係数が０．１であると想定するならば、機械的インターフェースは、４．９インチポンド（０．５５３６ニュートンメートル）までのトルクレベルについて、ゼロバックラッシュを有する。外科器具２６０が外科的に有用な力をエンドエフェクタで適用するためには、特定のトルクが機械的インターフェース内のディスクに適用されなければならない。これは外科的に有用なトルクであるとみなされる。１つの実施例において、外科的に有用なトルクは、４．４２５インチポンド（０．９９９６ニュートンメートル）であり、よって、機械的インターフェースは、この特徴において、外科処置において用いられるトルクレベルについて、ゼロバックラッシュを有する。
以下により完全に説明するように、従来技術と異なり、バックラッシュの制御は、器具マニピュレータアセンブリ２４０内にある。従来、バックラッシュは、使い捨て可能な減菌アダプタアセンブリ内で制御され、１つの場合には、減菌アダプタアセンブリが、弾性特性を有する射出成形部品を含むことを必要とした。バックラッシュの制御を器具マニピュレータアセンブリ２４０内に移動することは、機械加工される部品の使用を可能にし、よって、バックラッシュの減少を可能にする。
図４Ａ乃至４Ｇは、外科器具マニピュレータアセンブリへの減菌アダプタアセンブリ及び手術器具の取付けを例示するブロック図である。図４Ａ乃至４Ｄに例示する他の特徴は、バックラッシュを減少させる予荷重機構の作動、器具取外しロックアウト、減菌アダプタ取外しロックアウト、予荷重解放、及び自動予荷重リセットを含む。図４Ａ乃至４Ｇは、原寸通りでない。図４Ａ及び４Ｇ中の矢印３９０は、図４Ａ乃至４Ｇの各々における近位方向及び遠位方向を示している。
図４Ａは、挿入アセンブリ４３１に付けられる外科器具マニピュレータアセンブリ４４０を示している。具体的には、挿入マニピュレータアセンブリハウジング４４８が、挿入アセンブリ４３１の遠位端に固定的に取り付けられ、よって、器具マニピュレータアセンブリハウジング４４８は、挿入アセンブリ４３１の移動と共に動く。しかしながら、器具マニピュレータアセンブリハウジング４４８内のモータパック４４６が、レール４３９上を動き得る。モータパック４４６は、器具マニピュレータアセンブリハウジング４４８に対して遠位方向及び近位方向に動き得る。モータパック４４６は、戻りばね４４７によって器具マニピュレータアセンブリハウジング４４８に連結される。
モータパック４４６は、予荷重アセンブリ４８０（プリロードアセンブリ）によって挿入アセンブリ４３１に移動可能に連結される。予荷重アセンブリ４８０は、挿入アセンブリ４３１内の予荷重トラック（プリロードトラック）に乗る。以下により完全に説明するように、予荷重アセンブリ４８０が遠位方向に動くと、予荷重アセンブリ４８０は、遠位方向における長手方向力（縦力）をモータパック４４６にもたらす。予荷重アセンブリ４８０は、予荷重解放ボタン４８２を含む。
モータパック４４６は、複数の駆動ユニット４４１を含む。複数の駆動ユニット４４１は、複数の駆動モータと、複数の駆動出力アセンブリとを含む。複数の駆動モータのうちの各駆動モータは、複数の駆動出力アセンブリにおける対応する駆動出力アセンブリ４４３に連結される。
駆動出力アセンブリ４４３は、予荷重ばね（プリロードばね）アセンブリと、駆動出力ディスク４４５とを含む。駆動出力アセンブリ４４３は、予荷重ばねアセンブリと駆動出力ディスク４４５との間に位置付けられる低バックラッシュカプラも含む。駆動出力ディスク４４５は、一組の入力ピンによって低バックラッシュカプラに連結される。以下により完全に説明するように、駆動出力ディスク４４５は、遠位表面を含む円筒形ディスクである。各駆動出力ディスク４４５の遠位端は、駆動インターフェースを有する。駆動インターフェースは、駆動ドッグ(drive dogs)と、整列要素（アライメント要素）とを含む。
駆動ドッグは、遠位端表面から遠位方向に延びる。各駆動ドッグは、三次元構成、例えば、遠位端表面から延びる三次元の長方形を含む、第１の部分と、第１の部分から延びる第２の部分とを含む。駆動ドッグの第２の部分は、２つ第２の部分の２つの対向する側面を含み、第２の部分の側面の各々は、曲面（湾曲表面）を含む。１つの特徴において、曲面は、円形区画の一部、例えば、シリンダの外面の一部である。
モータパック４４６は、モータパック４４６の遠位面から延びるように構成される複数のハードストップ４３７（ハード停止部）を含み、モータパック４４６は、解放ラッチ抑止ストップ４３８（解放ラッチ抑止停止部）も含む。解放ラッチ抑止ストップ４３８は、モータパック４４６の１つの側から遠位方向に延びる。解放ラッチ４３５が、器具マニピュレータアセンブリハウジング４４８の壁に取り付けられる。ラッチピン４３５Ｐが、解放ラッチ４３５の近位部分に連結される。
図４Ａは、予荷重が解放された状態の器具マニピュレータアセンブリ４４０を示しており、例えば、モータパック４４６は、完全に引っ込められた位置にある。この構成において、戻りばね４４７は、駆動出力ディスク４４５を含む複数の駆動出力ディスクが器具マニピュレータアセンブリハウジング４４８の遠位面から延出しないよう、モータパック４４６を器具マニピュレータアセンブリハウジング４４８内に納める。モータパック４４６の遠位面は、位置４３２にあり、それは完全に引っ込められた位置である。
１つの特徴において、モータパック４４６が完全に引っ込められた位置４３２に配置されるとき、コントローラ２９０は、挿入アセンブリ４３１に、予荷重アセンブリ４８０が乗る予荷重トラックを移動させる。予荷重トラックの移動は、長手方向力をモータパック４４６に適用する予荷重アセンブリ４８０をもたらす。駆動出力ディスク４５５を含む複数の駆動出力ディスクが、図４Ｂに例示するように、器具マニピュレータアセンブリハウジング４４８の遠位面から延びるモータパック４４６上の長手方向力は、モータパック４４６を器具マニピュレータアセンブリハウジング４４８に対して遠位に位置４２２に移動させる。モータパック４４６が位置４３３にあるならば、戻りばね４４７は、モータパック４４６が位置４３２にあったときのその初期状態から伸張させられる。
外科装置インターフェース要素４５０、例えば、減菌アダプタを、図４Ｂに示すように構成される器具マニピュレータアセンブリ４４０に取り付け得る。しかしながら、この構成において外科装置インターフェース要素４５０を取り付けることは、取付けプロセス中に駆動出力アセンブリ４４２内で予荷重ばねアセンブリを含む複数の予荷重ばねアセンブリを圧縮することを必要とする。
よって、１つの特徴において、外科装置インターフェース要素４５０より前に、モータパック４４６が図４Ｂに例示する位置にあるならば、予荷重機構４０８によってモータパック４４６に適用される第１の長手方向力が解放されるよう、予荷重解放ボタン４８２が作動される。結果的に、戻りばね４４７は、モータパック４４６を、図４Ａに例示するような完全に引っ込められた位置４３２まで引っ張る。
１つの特徴において、モータパック４４６が完全に引っ込められた位置４３２にある状態で、外科装置インターフェース要素４５０の一端にあるタング(tongue)が、器具マニピュレータアセンブリハウジング４４８にある溝内に位置付けられ、外科装置インターフェース要素４５０の他の端が、その他の端が図４Ｃに示すように解放ラッチ４３５と係合するまで、近位方向に動かされる。モータパック４４６が完全に引っ込められた図４Ｃの構成において、解放ラッチ４３５の近位端が押されるならば、解放ラッチ４３５は、外科装置インターフェース要素４５０を解放し、外科装置インターフェース要素４５０を器具マニピュレータアセンブリ４４０から取り外し得る。しかしながら、１つの特徴において、モータパック４４６が完全に引っ込められる間に、外科器具が外科装置インターフェース要素４５０内に取り付けられるならば、解放ラッチ４３５の作動は、予負荷解放ボタン４８２が押される後まで、例えば、作動させられる後まで、解放ラッチ抑止ストップ４３８によって抑止される。
よって、この特徴において、外科装置インターフェース要素４５０（図４Ｃ）は、器具マニピュレータアセンブリ４４０の遠位面に取り付けられる。以下により完全に説明するように、外科装置インターフェース要素４５０は、フレーム４５１と、可動本体４５１Ｃとを含む。可動本体４５１Ｃは、フレーム４５１内で近位方向及び遠位方向に動き得る。複数の中間ディスクの各々がフレーム４５１に対して回転し得るよう、複数の中間ディスクが可動本体４５１Ｃ内に取り付けられる。この特徴において、複数の中間ディスクのうちの各中間ディスクは同じであり、よって、中間ディスク４５３は、複数の中間ディスクの各々を表している。
複数の中間ディスクの各中間ディスク４５３は、中間被駆動インターフェース４５５と、第１の中間ディスクインターフェースと、中間駆動インターフェース４５６と、第２の中間駆動インターフェースとを含む。中間被駆動インターフェース４５５は反対側にあり、中間駆動インターフェース４５６から取り外される。１つの特徴では、以下により完全に説明するように、中間被駆動インターフェース４５５は、第１の整列レセプタクル（アライメント受部）と、駆動ドッグレセプタクル（駆動ドッグ受部）とを含む。中間被駆動インターフェース４５６は、駆動ドッグと、係合構造とを含む。
中間被駆動インターフェースの駆動ドッグレセプタクルの駆動ドッグは、中間被駆動インターフェースの駆動ドッグレセプタクルの駆動ドッグの各々が第１の平面によって二分されるように位置付けられる。中間駆動インターフェースの駆動ドッグの各々は、中間駆動インターフェースの駆動ドッグの各々が第２の平面によって二分されるように位置付けられる。第１の平面は、第２の平面に対して垂直である。
中間被駆動インターフェースの駆動ドッグレセプタクルの各々は、外面から中間ディスク内に延びる対向する側壁を含む第１の部分と、底面を含む第２の部分と、第１の部分から第２の部分に延びる第３の部分とを含む。第３の部分は。第３の部分の２つの対向する側面を含み、各々の第３の部分の側面は傾斜面を含む。
中間駆動インターフェースの駆動ドッグの各々は、第１の部分と、第１の部分から延びる第２の部分とを含む。第１の部分は、三次元構造、例えば、三次元の長方形である。第２の部分は、第２の部分の２つの対向する側面を含み、各々の第２の部分の側面は、曲面を含む。係合構造は、中間ディスクの遠位面から遠位方向に延びる開放三次元構造を含む。
可動本体４５１Ｃは、複数のハードストップレセプタクル４５７（ハード停止部受部）も含む。複数のハードストップレセプタクル４５７は、可動本体４５１Ｃの近位面から遠位方向に可動本体４５１Ｃ内に延びる。
１つの特徴において、器具マニピュレータアセンブリ４４０は、外科装置インターフェース要素４５０が器具マニピュレータアセンブリ４４０に取り付けられるときに、コントローラ２９０に信号を送信するセンサを含む。この信号に応答して、コントローラ２９０は、予荷重アセンブリ４８０がリセットされるよう、並びに予荷重アセンブリ４８０が長手方向力をモータパック４４６に自動的に適用するよう、挿入アセンブリ４３１に、予荷重アセンブリ４８０が乗る予荷重トラックを移動させる。モータパック４４６への長手方向力は、モータパック４４６を器具マニピュレータアセンブリハウジング４４８に対して遠位に位置４３３まで移動させる。
モータパック４４６が完全に引っ込められた位置４３２から位置４３３まで動かされると、複数の駆動出力ディスクの各駆動出力ディスク４４５の駆動インターフェースが、複数の中間ディスクの複数の中間被駆動インターフェースの対応する中間被駆動インターフェース４５５と接触し、次に、各中間ディスク４５３は、可動本体４５１Ｃと接触する。可動本体４５１Ｃがフレーム４５１内で可能な限り遠位に動くとき、遠位方向における駆動出力ディスク４４５の更なる動きは抑止される。
結果的に、モータパック４４６が位置４３３まで移動し続けると、長手方向力に応答して、戻りばね４４７が更に伸張され、複数の駆動出力アセンブリの各駆動出力アセンブリ内の予荷重ばねアセンブリが圧縮されるので、予荷重力が複数の駆動出力ディスク内の各駆動出力ディスク４４５に加えられる。予荷重力は、駆動出力ディスク４４５を押し、対応する中間被駆動インターフェース４５５を押すので、予荷重力は外科装置インターフェース要素４５０内の複数の中間ディスクの各中間ディスク４５３に伝達される。この構成は図４Ｄに例示されている。
外科装置インターフェースと呼ぶことがある外科装置インターフェース要素４５０が、先ず、器具マニピュレータアセンブリ４４０に取り付けられるとき、中間被駆動インターフェース４５５の要素は、駆動出力ディスク４４５上の駆動インターフェースの対応する要素と位置合わせされない（整列させられない）ことがある。ディスク４５３及び４４５の要素が位置合わせされないならば、２つのディスクは、駆動インターフェース及び中間被駆動インターフェースにおける構成によって部分的に連結されるが、２つのディスクは互いに一緒に連結されない、例えば、噛み合わされない。
次に、コントローラ２９０は、器具マニピュレータアセンブリ４４０に信号を送信して、駆動出力ディスク４４５を回転させる。以下により完全に説明するように、中間ディスク４５３の回転は抑止され、駆動出力ディスク４４５は、駆動出力ディスク４４５の駆動インターフェースが中間ディスク４５３の中間被駆動インターフェース４５５と噛み合うまで回転させられる。また、以下により完全に説明するように、中間ディスク４５３上の中間被駆動インターフェース４５５の対応する要素との駆動出力ディスク４４５上の駆動インターフェースの要素の部分的な連結は、２つのディスクが回転するときに、２つのディスクが予荷重力の下で部分的に連結されたままの状態であることを保証する。１つの特徴において、２つのディスクが連結されるとき、他のセンサがディスク積重ねの高さにおける変化を検出し、コントローラ２９０に信号を送信して、駆動出力ディスク４５５の回転を停止させる。２つのディスクの噛み合わせを感知する代替的な技法を以下に記載する。２つのディスクが噛み合わされるとき、ディスク積重ねの高さは減少されるので、予荷重力は減少させられる。
モータパック４４６が位置４３３にあるとき、解放ラッチ抑止ストップ４３８は、解放ラッチ４３５に連結されるラッチピン４３５Ｐの前方に延びる。よって、解放ラッチ４３５の近位端を押すことによって、誰かが外科装置インターフェース要素４５０を解放することを試みるならば、ラッチピン４３５Ｐは、解放ラッチ抑止ストップ４３８と接触し、それは外科装置インターフェース要素４５０が解放するのを妨げる。何故ならば、外科装置インターフェース要素４５０を解放するほど十分に解放ラッチ４３５を旋回させ得ないからである。よって、外科装置インターフェース要素４５０への予荷重力がある間、外科装置インターフェース要素４５０を取り外し得ない。
他の特徴において、外科装置インターフェース要素４５０が器具マニピュレータアセンブリ４４０に取り付けられるとき、信号がコントローラに送信されず、よって、モータパック４４６は、図４Ｃに例示するように、完全に解放された位置４３２に留まる。外科器具４６０を、図４Ｂの構成又は図４Ｃの構成のいずれかにおいて、器具マニピュレータアセンブリ４４０に連結し得る。例示の目的のために、図４Ｃの構成が用いられる。
１つの特徴において、外科器具４６０の第１の端が、外科器具４６０が図４Ｅに例示するような適切な位置に保持されるまで、外科インターフェース要素４５０のフレーム内のランプ(傾斜路)(ramp)に沿って摺動させられる。１つの特徴において、外科器具４６０は、本体４６５と、メインチューブ４６７とを含む。メインチューブ４６７は、本体４６５から遠位に延びる。本体４６５は、被駆動ディスクレセプタクル４６３と、シャフト４６６と、被駆動ディスク４６４とを含む。シャフト４６６及び被駆動ディスク４６４は、受け取ったトルクを器具を通じて器具の１つ又はそれよりも多くの構成部品に伝動する、伝動ユニットの一部である。
シャフト４６６の近位端が被駆動ディスクレセプタクル４６３内に延び、被駆動ディスク４６４は、被駆動ディスク４６４が被駆動ディスクレセプタクル４６３内に位置付けられるよう、シャフト４６６の近位端に取り付けられる。被駆動ディスク４６４は、中間ディスク４５３の中間駆動インターフェース４５６とインターフェース接続する被駆動インターフェースを含む。
被駆動ディスク４６４の被駆動インターフェースは、係合レセプタクルと、駆動ドッグレセプタクルと、回転不能化要素とを含む。駆動ドッグレセプタクルは上述したものと等しい。回転不能化要素は、回転係止機構（回転ロック機構）を含む。回転不能化要素の係合後、回転係止機構は被駆動ディスクレセプタクル４６４と係合し、被駆動ディスク４６４の回転を阻止する。
外科器具４６０が器具マニピュレータアセンブリ４４０に連結されるとき、各被駆動ディスク４６４は、中間ディスク４５３が自由に回転し得るよう、外科装置インターフェース要素４５０内の対応する中間ディスク４５３を近位に押す。これはディスク積重ねに対する予荷重力を増大させる。しかしながら、外科器具４６０が先ず外科装置インターフェース要素４５０に取り付けられるとき、中間駆動インターフェース４５６の要素は、被駆動ディスク４６４上の被駆動インターフェースの対応する要素と位置合わせされないことがある。２つのディスク４５３及び４６４の要素が位置合わせされないならば、２つのディスクは、中間駆動インターフェース４５６内の構成及び被駆動インターフェース内の構成によって部分的に一緒に連結されるが、２つのディスクは互いに噛み合わされない。
以下により完全に説明するように、中間ディスク４５３の中間駆動インターフェース４５６が被駆動ディスク４６４の対応する被駆動インターフェースと位置合わせされないとき、中間ディスク４５３の中間駆動インターフェース４５６上の係合構成は、外科器具４６０の被駆動ディスク４６４上の回転不能化要素と係合する。回転不能化要素は、回転係止機構を含む。回転不能化要素の係合後、回転係止機構は被駆動ディスクレセプタクル４６４と係合し、被駆動ディスク４６４の回転を阻止する。
外科器具４６０が器具マニピュレータアセンブリ４４０に連結されるとき、器具マニピュレータアセンブリ４４０は、外科器具４６０の存在を検出し、コントローラ２９０に信号を送信する。その信号に応答して、コントローラ２９０は、器具マニピュレータアセンブリ４４０に信号を送信して、駆動出力ディスク４４５を回転させる。中間ディスク４５３の中間駆動インターフェース４５６が、所定の場所に固定された被駆動ディスク４６４と共に回転すると、中間駆動インターフェース４５６上の各要素は回転して被駆動ディスク４６４の被駆動インターフェースの対応する要素と整列し、対応する要素と噛み合う。被駆動ディスク４６４上の被駆動インターフェース及び中間駆動インターフェース４５６の連結は、被駆動ディスク４６４上の回転係止（ロック）を解放する。よって、ディスクの積重ね、ディスク４４５，４５３，４６４は、ユニットとして回転する。ディスク４５３及び４６４が連結されるとき、センサはディスク積重ねの高さにおける変化を再び検出して、駆動出力ディスク４４５の回転を停止させる。ディスクの積重ねが噛み合わされるとき、ディスク積重ねに適用される予荷重力を第１の長手方向力（縦力）、即ち、第１の予荷重力と呼ぶ。
上記の記載は、外科器具４６０が、図４Ｄに例示する構成における器具マニピュレータアセンブリ４４０及び外科装置インターフェース要素４５０と共に取り付けられることを想定する。しかしながら、異なる特徴において、器具マニピュレータアセンブリ４４０及び外科装置インターフェース要素が図４Ｃに例示する構成にあるならば、外科器具４６０が取り付けられるときに、センサはコントローラに信号を送信し、コントローラは、ディスク４４５，４５３，４６４が予荷重力の下にあるよう、上述のように予荷重を自動的にリセットする。次に、コントローラは、上述と等しい方法において、ディスクの積重ねが位置合わせされ、噛み合うようになり、ユニットとして回転するよう、駆動ディスク４４５を回転させる。従って、位置４３２及び４３３に対するモータパック４４６の初期位置に拘わらず、外科器具４６０が取り付けられるときに、結果として得られる構成は図４Ｅに示されている。
第１の長手方向力がモータパック４４６に適用される図４Ｅの構成では、予荷重を解放しなければ、外科装置インターフェース要素４５０を取り外し得ない。しかしながら、外科器具４６０を依然として取り外し得る。以下により完全に説明するように、１つの特徴において、外科器具４６０の各側に解放ボタンがある。解放ボタンを係合することは、外科器具４６０内の機構に、外科装置インターフェース要素４５０内の可動本体４５１Ｃを近位に押させるので、中間ディスク４５３及び被駆動ディスク４６４は切り離され、外科器具４６０を取り外し得る。
器具マニピュレータアセンブリ４４０を挿入アセンブリ４３１に沿って動かすことによって、外科器具４６０がカニューレ内に挿入されると、メインチューブ４６７に連結される端構成部品がカニューレの遠位端から突出する前に、第２の予荷重力が予荷重アセンブリ４８０によってディスク４４５，４５３，４６４のディスク積重ねに適用される。具体的には、外科器具４６０が遠位に動くと、予荷重アセンブリ４８０は、予荷重トラックに沿って遠位に動く。以下により完全に説明するように、器具マニピュレータアセンブリ４４０が所定距離Ｚｌｏａｄだけ遠位に動くとき、予荷重アセンブリ４８０はモータパック４４６を所定距離Ｚｌｏａｄに追加的な距離Δを加えた距離だけ移動させるので、モータパック４４６は位置４３４になる。追加的な距離Δのモータパック４４６の移動は、複数の駆動出力アセンブリの各駆動出力アセンブリ４４３内の予荷重ばねアセンブリを圧縮するので、第２の予荷重力が複数の駆動出力ディスクのうちの各駆動出力ディスクに加えられる。第２の予荷重は、外科器具２６０の遠位端がカニューレから出る前に、駆動ユニット内のモータシャフトの回転と外科器具４６０内のシャフト４６７の回転との間のあらゆるバックラッシュを０．７度未満に減少させる。
追加的な距離Δのモータパック４４６の移動は、戻りばね４４７も更に伸張させ、加えて、複数のハードストップ４３７の各々を複数のハードストップレセプタクル４５７における対応するハードストップレセプタクル内に挿入させる。複数のハードストップ４３７は、外科装置インターフェース要素４５０内の可動本体４５１Ｃの如何なる近位移動をも防止する。複数のハードストップ４３７及び複数のハードストップレセプタクル４５７の組み合わせは、外科器具取外しインターロックを形成し、外科器具４６０の取外しを阻止する。人が外科器具４６０上の解放ボタンを係合することを試みるならば、外科器具４６０内の機構は、外科装置インターフェース要素４５０内の可動本体４５１Ｃを近位に押し得ない。何故ならば、複数のハードストップ４３７は、可動本体４５１Ｃの如何なる近位移動をも阻止し、よって、中間ディスク４５３及び被駆動ディスク４６４を切り離し得ない。
複数のハードストップレセプタクル４５７の使用は例示的であるに過ぎず、限定的であることを意図しない。他の特徴において、複数のハードストップレセプタクル４５７は用いられない。代わりに、複数のハードストップ４３７は、可動本体４５１Ｃの近位面と接触し、近位方向における可動本体４５１Ｃの移動を阻止する。
何らかの理由のために、外科器具４６０の遠位先端がカニューレの遠位端を越えて延びる間に、外科器具４６０を取り外すことが必要であるならば、人は予荷重解放ボタン４８２を押す。押されると、予荷重解放ボタン４８２は、モータパック４４６に対する長手方向力を解放させる。結果的に、戻りばね４４７はモータパック４４６を完全引込み位置４３２まで引っ張る。
モータパック４４６が完全に引っ込められた状態で、複数のハードストップ４３７は、外科装置インターフェース要素４５０の可動本体４５１Ｃ内の複数のハードストップレセプタクル４６７から後退させられ、ディスク４５３及び４６４はもはや如何なる予荷重力にも晒されない。よって、外科器具４６０上の解放ボタンを用いて、挿入アセンブリ４３１の任意の位置で、外科装置インターフェース要素４５０から外科器具４６０を取り外し得る。加えて、解放ラッチ抑止ストップ４３８が引っ込められ、解放ラッチ４３５を用いて、挿入アセンブリ４３１の任意の位置で、外科装置インターフェース要素４５０を器具マニピュレータアセンブリ４４０から切り離し得る。１つの特徴において、外科装置インターフェース要素４５０の解放は、予荷重解放ボタン４８２が押される後まで抑止される、例えば、解放ラッチ抑止ストップ４３８は、予荷重解放ボタン４８２が押される後まで解放ラッチ４３５の作動を抑止する。予荷重は、上述のように自動的にリセットされ、次回、外科装置インターフェース要素４５０が装着され、挿入アセンブリ４３１が完全後退位置まで移動させられる。
図５乃至１３は、図３Ａに例示する構成を得る外科装置アセンブリ３００の部品を装着する１つの特徴を例示している。図５は、器具マニピュレータアセンブリ２４０の遠位端を例示している。器具マニピュレータアセンブリ２４０は、駆動ユニットアセンブリ５４１と、駆動出力ユニット５４２とを含む。この特徴において、駆動出力ユニット５４２は、複数の駆動出力アセンブリ５４３Ｐ、例えば、８個の駆動出力アセンブリを含む。ここにおいて、駆動出力アセンブリ５４３は、８個の駆動出力アセンブリの任意の１つを指す。１つの特徴では、８個の駆動出力アセンブリのうちの６個だけが用いられる。駆動出力アセンブリ５４３は、カプラ５４４と呼ぶときがある低バックラッシュカプラ５４４と、駆動出力ディスク５４５とを含む。図１６Ａも参照。１つの特徴では、０．３度未満のバックラッシュを有するカプラが、低バックラッシュカプラと考えられる。
駆動出力ディスク５４５は、一組の出力ピンによって低バックラッシュカプラ５４４に連結される。以下により完全に説明するように、駆動出力ディスク５４５は、遠位端面を含む円筒形ディスクである。各駆動出力ディスク５４５の遠位端は、駆動インターフェース５５７を有する。駆動インターフェース５５７は、駆動ドッグと、整列要素とを含む。図５では、駆動ドッグと第１及び第２の整列要素とが、駆動出力ディスク５４５の遠位端表面（図１６Ｃを参照）から遠位方向に延びている。
図６は、挿入アセンブリ３３１に付けられた器具マニピュレータアセンブリ２４０を示しており、次いで、挿入アセンブリ３３１は、挿入軸ベースアセンブリ６３２に取り付けられている。挿入軸ベースアセンブリ６３２は、挿入アセンブリ３３１を動かすモータ及びパワーエレクトロニクスを含む。
減菌アダプタアセンブリ２５０が、減菌アダプタフレーム６５１と、減菌ドレープ（図示せず）とを含む。減菌ドレープは、減菌アダプタフレーム６５１に固定的に取り付けられる。減菌アダプタアセンブリ２５０は、外科装置インターフェース要素の一例である。減菌アダプタフレーム６５１は、外科装置インターフェース要素本体の一例である。より一般的な言い方をすれば、外科装置インターフェース要素は、駆動システムの駆動インターフェースと外科器具の被駆動インターフェースとの間の機械的インターフェースを含む構造である。
複数のタング６５２Ａ，６５２Ｂが、減菌アダプタフレーム６５１の第１の端６５１Ａから延びている。第１の端６５１Ａを減菌アダプタアセンブリ２５０の並びに減菌アダプタフレーム６５１の閉塞端と呼ぶときがある。各タング６５２Ａ，６５２Ｂは、駆動出力ユニット５４２にある複数の溝における対応する溝６４７Ａ，６４７Ｂと噛み合うように構成される。減菌アダプタフレーム６５１の第２の端６５１Ｂは、減菌アダプタフレーム６５１が駆動出力ユニット５４２に取り付けられるときに駆動出力ユニット５４２の減菌アダプタ出力ユニット５４２の減菌アダプタ解放ラッチ６３５が係合するリップ６５４(lip)(唇部）を含む。第２の端６５２Ｂを減菌アダプタアセンブリ２５０の並びに減菌アダプタフレーム６５１の開放端と呼ぶことがある。
以下により完全に説明するように、減菌アダプタフレーム６５１は、可動本体６５１Ｃを含む。可動本体６５１Ｃは、減菌アダプタフレーム６５１内で近位方向及び遠位方向に動き得る。
各中間ディスクが減菌アダプタフレーム６５１に対して並びに可動本体６５１Ｃに対して回転し得るよう、複数の中間ディスク６５３Ｐが可動本体６５１Ｃの複数の中間ディスクレセプタクル内に取り付けられる。よって、複数の中間ディスク６５３Ｐは、減菌アダプタフレーム６５１内に回転可能に取り付けられる。中間ディスク６５３は、複数の中間ディスク６５３Ｐのうちの各中間ディスクの代表である。中間ディスク６５３は、代表的な中間ディスクである。
各中間ディスク６５３は、中間ディスク６５３の第１の側にある中間被駆動インターフェース６５５と、中間ディスク６５３の第２の側にある中間駆動インターフェース７５６（図７）とを含む。第１の側は第２の側の反対であり、第２の側から取り外されている。各中間ディスク６５３の中間被駆動インターフェース６５５は図６に見ることができ、中間ディスク６５３は可動本体６５１Ｃの中間ディスクレセプタクル内に取り付けられている。中間被駆動インターフェース６５５は、駆動出力ユニット５４２内の駆動出力ディスク５４５上の駆動インターフェース５５７と噛み合うように構成される。
減菌アダプタアセンブリ２５０を器具マニピュレータアセンブリ２４０に取り付けるために、各タング６５２Ａ，６５２Ｂは、駆動出力ユニット５４２にある対応する溝６４７Ａ，６４７Ｂ内に挿入される。図７Ａを参照のこと。次に、減菌アダプタフレーム６５１は、減菌アダプタ解放ラッチ６３５がリップ６５４と係合するまで、回転させられる。要素６５２Ａ，６５２Ｂをタングと呼び且つ要素６４７Ａ，６４７Ｂを溝と呼ぶのは例示であるに過ぎず、限定的であることを意図しない。代替的に、要素６５２Ａ，６５２Ｂを腱又は突起と記載し、且つ要素６４７Ａ，６４７Ｂをほぞ孔(mortise)又は空洞(cavities)と記載し得る。
図７Ｂに例示するように、減菌アダプタフレーム６５１が駆動出力ユニット５４２に掛止されるとき、器具マニピュレータアセンブリ２４０のプランジャ５４６が押し下げられる。プランジャ５４６が押し下げられるとき、減菌アダプタアセンブリ２５０の存在をコントローラ２９０に示す信号が生成される。その信号に応答して、外科システム２００内のコントローラ２９０は、先ず、複数の駆動出力ディスク５４５Ｐ（図５）の各駆動出力ディスク５４５への予荷重力を生成する自動予荷重リセット機構（図２４Ｂ）を通電し、次に、コントローラ２９０は、器具マニピュレータアセンブリ２４０に信号を送信して、複数の駆動出力ディスク５４５Ｐの各駆動出力ディスク５４５を回転させる。
以下により完全に説明するように、駆動出力ユニット５４２内の各駆動出力アセンブリ５４３はばね荷重され、減菌アダプタアセンブリ２５０が器具マニピュレータアセンブリ２４０に取り付けられた後に予荷重力が各駆動出力ディスク５４５に加えられるよう、自動的に位置付けられる。予荷重力は駆動出力ディスク５４５を押し、且つ減菌アダプタフレーム６５１内の中間ディスク６５３の対応する中間被駆動インターフェース６５５を押す。
しかしながら、図７Ｂにおいて、減菌アダプタフレーム６５１が器具マニピュレータアセンブリ２４０に先ず取り付けられるとき、中間被駆動インターフェース６５５の要素は、駆動出力ディスク５４５上の駆動インターフェース５５７の対応する要素と位置合わせされないことがある。２つのディスク６５３及び５４５の要素が位置合わせされないならば、２つのディスクは部分的に連結されるが、２つのディスクは互いに噛み合わない。よって、部分的に連結されるディスク５４５及び６５３、即ち、第１のディスク及び第２のディスクを含む、ディスク積重ねは、第１の高さを有する。予荷重力がこのディスク積重ねに適用された後、コントローラは駆動出力ディスク５４５を回転させる。
以下により完全に説明するように、２つのディスクが噛み合わされるまで、駆動出力ディスク５４５は回転させられるが、中間ディスク６５３の回転は抑止される。また、以下により完全に説明するように、中間ディスク６５３上の中間被駆動インターフェース６５５の対応する要素との駆動出力ディスク５４５上の駆動インターフェース５５７の要素の連結は、駆動出力ディスク５４５が回転させられる間に、２つのディスクが予荷重力の下で部分的に連結されたままであることを保証する。２つのディスクが噛み合わせられるとき、１つの特徴において、ディスク積重ねの高さは、第２の高さを有し、第２の高さは、第１の高さ未満であり、器具マニピュレータアセンブリ２４０内のセンサが、高さにおけるこの変化を検出し、コントローラ２９０に信号を送信して、駆動出力ディスク５４５の回転を停止させる。駆動出力ディスクと中間ディスクとの噛み合わせを検出する代替的な方法を以下に記載する。
図７Ｂは、駆動ユニットアセンブリ５４１内のモータパックに連結される予荷重アセンブリ７８０も示している。予荷重アセンブリ７８０は、予荷重アセンブリ４８０の１つの特徴のより詳細な実施例である。
予荷重アセンブリ７８０は、挿入アセンブリ３３１内の予荷重トラック（図２２Ａ中の予荷重トラック２２２５を参照）の上に乗る。器具マニピュレータアセンブリ２４０及び器具減菌アダプタアセンブリ２５０は、挿入アセンブリ３３１の遠位端に固定的に取り付けられ、挿入アセンブリ３３１の遠位端と共にユニットとして動く。
しかしながら、器具マニピュレータアセンブリハウジング７４１内のモータパック（図２２Ａ乃至２２Ｂを参照）が、器具マニピュレータアセンブリハウジング７４１に対して遠位方向及び近位方向に動き得る。より完全に説明するように、予荷重アセンブリ７８０が遠位方向に動くと、予荷重アセンブリ７８０は、モータパックに遠位方向において長手方向力をもたらす。長手方向力は、駆動出力アセンブリ５４３内のばねの圧縮を引き起こし、それは第２の予荷重力を生成する。第２の予荷重力は、外科器具２６０の遠位端がカニューレから出る前に、如何なるバックラッシュをも０．７度未満に減少させる。
図７Ａに戻ると、複数の中間ディスク６５３Ｐの中間ディスク６５３の遠位側にある中間駆動インターフェース７５６が見える。図７Ａ及び７Ｂ中に同様に見えるのは、器具挿入スキッドプレート７５５Ｂであり、それは減菌アダプタフレーム６５１の内側面から延びる。減菌アダプタフレーム６５１の反対側にある内側面から延びる類似の器具挿入スキッドプレート７５５Ａがある。図７Ａ及び７Ｂにおいて、可動本体６５１Ｃのリップ７５１Ｂと呼ぶときがある側部７５１Ｂも見える。側部７５１Ａが図１１に示されている。
図８Ａ乃至８Ｉは、外科装置インターフェース要素４５０の並びに減菌アダプタアセンブリ２５０の減菌アダプタアセンブリ２５０Ａの代替的な実施例を例示している。減菌アダプタアセンブリ２５０Ａは、減菌アダプタフレーム８５１と、減菌ドレープ（図示せず）とを含む。減菌ドレープは、減菌アダプタフレーム８５１に固定的に取り付けられる。減菌アダプタフレーム８５１は、減菌装置インターフェース要素本体の一例である。
複数の溝８５２Ａ，８５２Ｂ（図８Ｈ及び８Ｉを参照）が、減菌アダプタフレーム８５１の第１の端８５１Ａ内に延びて、第１及び第２のリップ８５２Ａ１，８５２Ｂ１を形成している。第１の端８５１Ａを減菌アダプタアセンブリ２５０Ａの並びに減菌アダプタフレーム８５１の閉塞端と呼ぶときがある。各溝８５２Ａ，８５２Ｂの深さ及び大きさは、腹面ラッチアセンブリ８４７の遠位端にある対応するフック８４７Ａ，８４７Ｂの表面が対応するリップ８５２Ａ１，８５２Ｂ１と係合することを可能にするように構成される。
第１及び第２のリップ８５２Ａ１，８５２Ｂ１の各々は、第１の表面と、第２の表面とを含む。第２の表面は、第１の表面の反対側にあり、例えば、第１の表面は、近位面であり、第２の表面は、遠位面である。リップの第２の表面は、軸８９０に対して垂直な方向において、リップの第１の表面よりも長い。リップの第３の表面が、第１の表面と第２の表面との間に延び、第１及び第２の表面の異なる長さに鑑みてテーパが付けられる。１つの特徴において、第３の表面は、傾斜面（面取り面）である。
減菌アダプタフレーム８５１の第２の端８５１Ｂは、減菌アダプタアセンブリ２５０Ａが駆動出力ユニット５４２Ａに取り付けられるときに駆動出力ユニット５４２Ａの減菌アダプタ解放ラッチ８３５の遠位部分から軸８９０に向かって内向きに延びるリップ８３５Ｌが係合するリップ８５４を含む。第２の端８５１Ｂを減菌アダプタアセンブリ２５０Ａの並びに減菌アダプタフレーム８５１の開放端と呼ぶときがある。
リップ８５４は、第１の表面と、第２の表面とを含む。第２の表面は、第１の表面の反対側にあり、例えば、第１の表面は、近位面であり、第２の表面は、遠位面である。リップ８５４の第２の表面は、軸８９０に対して垂直な方向においてリップ８５４の第１の表面よりも長い。リップ８５４の第３の表面が、第１の表面と第２の表面との間に延び、第１及び第２の表面の異なる長さに鑑みてテーパが付けられている。１つの特徴において、第３の表面は、傾斜面（面取り面）である。
以下により完全に説明するように、減菌アダプタフレーム８５１は、可動本体８５１Ｃを含む。可動本体８５１Ｃは、減菌アダプタフレーム８５１内で近位方向及び遠位方向に動き得る。器具挿入スキッドプレート８５５Ａが減菌アダプタフレーム８５１の内側面から延びる。減菌アダプタフレーム８５１の反対側にある内側面から延びる類似の器具挿入スキッドプレート８５５Ｂがある。図８Ａでは、可動本体８５１Ｃのリップ８５１Ｃ１と呼ぶことがある側部８５１Ｃ１も見える。
可動本体８５１Ｃの構成及び作動は、可動本体６５１Ｃのリップ７５１Ｂの構成及び作動と同じであり、よって、ここでは、可動本体８５１Ｃについて可動本体６５１Ｃの構成及び作動の記載を繰り返さない。また、減菌アダプタ２５０Ａへの外科器具の取付けは、減菌アダプタ２５０に関して記載したのと同じであり、よって、減菌アダプタ２５０Ａについて記述を繰り返さない。
器具マニピュレータアセンブリ２４０に減菌アダプタアセンブリ２５０Ａを取り付けるために、減菌アダプタアセンブリ２５０Ａは、以下により完全に記載するように、減菌アダプタアセンブリが駆動出力ユニット５４２Ａの構成によって係合されるまで、長手軸８９０に沿って近位方向に、即ち、矢印８９１（図８Ａ及び８Ｂ）によって示す方向に、近位に動かされる。図８Ｂ乃至８Ｄは、減菌アダプタアセンブリ２５０Ａを駆動出力ユニット５４２Ａに取り付ける際に用いる要素を例示する切欠図である。駆動出力ユニット５４２Ａは、駆動出力ユニット５４２Ａ内に含められる減菌アダプタアセンブリ２５０Ａのためのラッチ機構を除き、駆動出力ユニット５４２に類似する。
駆動出力ユニット５４２Ａのフレーム８４２Ｆが、フレーム８４２Ｆの遠位面から延びる、第１の整列要素と呼ぶときがある第１の減菌アダプタ整列要素８４５Ａと、同様にフレーム８４２Ｆの遠位面から延びる、第２の整列要素と呼ぶときがある第２の減菌アダプタ整列要素８４５Ｂとを含む。減菌アダプタ整列要素８４５Ａは、腹面ラッチアセンブリ８４７に隣接するが、その内側にあるのに対し、減菌アダプタ整列要素８４５Ｂは、減菌アダプタ解放ラッチ８３５に隣接するが、その内側にある。
減菌アダプタアセンブリ２５０Ａは、駆動出力ユニット５４２Ａの遠位面の近傍に軸方向に動くと、第１の減菌アダプタ整列要素８４５Ａは、減菌アダプタフレーム８５１内の第１の減菌アダプタレセプタクル８５３Ａ（図８Ｈ及び８Ｉ）に入る、例えば、係合する。同様に、第２の減菌アダプタ整列要素８４５Ｂは、減菌アダプタフレーム８５１内の第２の減菌アダプタレセプタクル８５３Ｂに入る、例えば、係合する。整列要素及びレセプタクルは、減菌アダプタアセンブリ２５０Ａを位置合わせするように構成されるので、近位方向における減菌アダプタアセンブリ２５０Ａの更なる動きは、ラッチ機構８６０を減菌アダプタアセンブリ２５０Ａと係合させる。
第１及び第２の整列要素８４５Ａ，８４５Ｂは、複数の減菌アダプタ整列要素の一例である。第１及び第２の整列レセプタクル８５３Ａ，８５３Ｂは、複数の整列レセプタクルの一例である。よって、駆動出力ユニット５４２Ａ、故に、器具マニピュレータアセンブリ２４０は、この特徴において、複数の減菌アダプタ整列要素を含み、減菌アダプタアセンブリ２５０Ａは、複数の整列レセプタクルを含む。代替的に、複数のレセプタクルを駆動出力ユニット５４２Ａ内に形成し得るし、複数の整列要素は減菌アダプタフレーム８５１の近位面から延び得る。
減菌アダプタアセンブリ２５０Ａが更に近位方向に動くと、フック８４７Ａのテーパ面が減菌アダプタアセンブリ２５０Ａのリップ８５２Ａ１のテーパ面と接触し、フック８４７Ｂのテーパ面が減菌アダプタアセンブリ２５０Ａのリップ８５２Ｂ１のテーパ面と接触する。同様に、減菌アダプタ解放ラッチ８３５のリップ８３５Ｌのテーパ面が減菌アダプタアセンブリ２５０Ａのリップ８５４のテーパ面と接触する。
近位方向における減菌アダプタアセンブリ２５０Ａの更なる動きは、減菌解放ラッチ８３５の遠位端部分を、駆動出力ユニット５４２Ａの軸８９０から離れる方向に外向きに旋回させ、腹面ラッチアセンブリ８４７のフック８４７Ａ，８４７Ｂを、駆動出力ユニット５４２Ａの軸８９０から離れる方向に外向きに旋回させる。フック８４７Ａ及び８４７Ｂ並びにリップ８３５Ｌがリップ８５２Ａ１及び８５２Ｂ１を越えて遠位に動いた後、並びにリップ８３５Ｌがリップ８５４を越えて遠位に動いた後、フック８４７Ａ及び８４７Ｂ並びにリップ８３５Ｌは、軸８９０に向かって内向きに旋回するので、リップ８３５Ｌはリップ８５４と係合し、フック８４７Ａはリップ８５２Ａ１と係合し、フック８４７Ｂはリップ８５２Ｂ１と係合する。具体的には、各フックの金面が対応するリップの第２の表面と接触する。故に、減菌アダプタ２５０Ａは、減菌アダプタアセンブリ２５０を軸８９０に沿って駆動出力ユニット５４２Ａの遠位面に向かって動かすことのみによって、図８Ｄに例示するように、駆動出力ユニット５４２Ａに取り付けられる。
図８Ｅ乃至８Ｇは、減菌アダプタラッチ機構８６０を例示する切欠図である。減菌アダプタラッチ機構８６０を理解するのに不要な構成部品は、図８Ｅ乃至８Ｇに含められていない。減菌アダプタラッチ機構８６０は、駆動出力ユニット５４２Ａのフレーム８４２Ｆの遠位面に可動に連結される。減菌アダプタラッチ機構８６０は、減菌アダプタ解放ラッチ８３５と、プッシュロッド８４４と、腹面ラッチアセンブリ８４７とを含む。プッシュロッド８４４は、ラッチ８３５の動きが腹面ラッチアセンブリに伝達されるよう、減菌アダプタ解放ラッチ８３５を腹面ラッチアセンブリ８４７に連結する。よって、減菌アダプタラッチ機構は、第１のラッチアセンブリと、第２のラッチアセンブリと、第１のラッチアセンブリを第２のラッチアセンブリに連結するプッシュロッドとを含む。
ラッチ８３５と呼ぶときがある減菌アダプタ解放ラッチ８３５は、近位端部分−第１の端部分の一例と、遠位端部分−第１の端部分の反対にある第２の端部分の一例とを含む。ラッチピン８３５Ｐ（図８Ｂ）がラッチ８３５の近位端部分の内面に連結される。ラッチピン８３５Ｐは、ラッチ８３５の内面から内向きに延びる。ラッチピン８３５Ｐは、ラッチピン４３５及びラッチピン２６３５Ｐと等しく、よって、それらのラッチピンの記述は、ラッチピン８３５Ｐに直接的に適用可能であり、逆にも適用可能である。リップ８３５Ｌは、ラッチ８３５の遠位部分から内向きに延びる。この特徴において、減菌アダプタラッチ８３５は、フレーム８４２Ｆに旋回的に接続される。旋回接続は、ラッチ８３５を旋回させる力の存在しないときに、ラッチ８３５を係合位置又は係合状態と呼ぶものに維持するよう、ばね荷重される。ラッチ８３５の近位部分が内向きに押される、例えば、第１の方向に押されるときに、動きがプッシュロッド８４４に伝達されるよう、プッシュロッド８４４の第１の端がラッチ８３５の近位端部分に旋回的に接続される。
この特徴において、腹面ラッチアセンブリ８４７の近位端部分、例えば、第１の端部分は、フレーム８４２Ｆに旋回的に接続される。１つの特徴において、フレーム８４２Ｆへの接続は、腹面ラッチアセンブリ８４７を旋回させる力の存在しないときに、腹面ラッチアセンブリ８４７を係合位置又は係合状態と呼ぶものに維持するよう、ばね荷重される。２つの脚が、腹面ラッチアセンブリ８４７の近位端部分から遠位に延びる。各脚の遠位端には、例えば、腹面ラッチアセンブリ８４７の遠位端には、フック、即ち、フック８４７Ａ及び８４７Ｂの一方がある。プッシュロッド８４４が、ラッチアセンブリ８４７の近位端部分と脚の遠位端との間で腹面ラッチアセンブリ８４７の１つの脚に旋回的に接続される。
この特徴において、腹面ラッチアセンブリ８４７は、クラス３レバーとして実現され、作用力が支点（フレームへの旋回的な接続）と荷重（フック８４７Ａ及び８４７Ｂ）との間にある。クラス３レバーの使用は例示的であるに過ぎず、限定的であることを意図しない。他の特徴では、クラス１レバー又はクラス２レバーを用い得る。クラス２レバーについて、荷重は支点と作用力との間にあり、クラス１レバーについて、支点は作用力と荷重との間にある。
図８Ｆに示すように、外力が減菌アダプタ解放ラッチ８３５に作用しない第１の状態において、減菌アダプタ解放ラッチ８３５及び腹面ラッチアセンブリ８４７の両方は、定常状態位置、即ち、係合状態にあり、各々の長手軸は長手軸８９０と位置合わせされる、即ち、軸８９０と実質的に平行である。ここにおいて、実質的に平行とは、製造公差内で平行であることを意味する。外力がラッチ８３５（図８Ｇ）の近位端に適用される、或いは、代替的に、力がリップ８３５Ｌに適用される、第２の状態において、ラッチ８３５の近位端部分は軸８９０に向かって内向きに旋回し、ラッチ８３５の遠位端部分は外向きに旋回する。ラッチ８３５の動きに応答して、腹面ラッチアセンブリ８４７の遠位端部分は外向きに旋回する。よって、外力８９２は２つのラッチアセンブリを分離位置に移動させる、例えば、第１の状態と異なる第２の状態に移動させる。
図８Ｈは、減菌アダプタアセンブリ２５０Ａの底面斜視図である。図８Ｉは、減菌アダプタアセンブリ２５０Ａの頂部斜視図である。図８Ｈ及び８Ｉには示していないが、中間ディスク６５３が、可動本体８５１Ｃ内の複数の中間ディスクレセプタクルの各々の内に取り付けられる。減菌アダプタアセンブリ２５０（図６）について、複数の中間ディスクは、各中間ディスクが減菌アダプタフレーム８５１に対して並びに可動本体８５１Ｃに対して回転し得るよう、可動本体８５１Ｃの中間ディスクレセプタクル内に取り付けられる。よって、複数の中間ディスクは、減菌アダプタフレーム８５１内に回転可能に取り付けられる。複数の中間ディスクは、複数の中間ディスク６５３Ｐと同じであり、よって、ここでは、複数の中間ディスクの特徴を繰り返さない。また、可動本体８５１Ｃ内に取り付けられる複数のディスクのうちの各中間ディスクは、中間ディスク６５３（図１７Ｂを参照）と同じであり、よって、減菌アダプタアセンブリ２５０Ａに関して中間ディスク６５３の記述を繰り返さない。
減菌アダプタアセンブリ２５０Ａの複数のハードストップレセプタクル８５７は、複数のハードストップレセプタクル１７５７のために記載したのと同じであり、且つ同様に作動する。よって、ここでは、その記述を繰り返さない。減菌アダプタアセンブリ２５０Ａは、各中間ディスクと関連付けられる中間ディスクハードストップ８６１を有する。減菌アダプタアセンブリ２５０Ａの各中間ディスクハードストップ８６１は、中間ディスクハードストップ１７６１（図１７Ｂ）のために記載したのと同じであり、且つ同様に作用する。よって、ここでは、その記述を繰り返さない。
図９Ａは、１つの特徴における外科器具２６０のより詳細な例示である。この特徴において、外科器具２６０は、被駆動インターフェースアセンブリ９６１と、伝動ユニット９６５と、メインチューブ９６７と、平行運動機構９６８と、手首関節９６９と、エンドエフェクタ９７０とを含む。手首関節９６９は、例えば、ここに参照として援用する、（「Surgical Tool Having Positively Positionable Tendon-Activated Multi-Disk Wrist Joint」を開示する２００２年６月２８日に出願された）米国特許出願公開第２００３／００３６７４８Ａ１に記載されている。平行運動機構９６８は、例えば、（「Surgical Instrument With Parallel Motion Mechanism」を開示する、２００７年６月１３日に出願された）米国特許第７，９４２，８６８Ｂ２号に記載されている。
図９Ｂに示すように、被駆動インターフェースアセンブリ９６１は、複数の被駆動ディスク９６４Ａを含む。複数の被駆動ディスク９６４Ａは、被駆動インターフェース要素の一例である。被駆動ディスク９６４は、複数の被駆動ディスク９６４Ｐの各被駆動ディスクの代表である。被駆動ディスク９６４は、伝動ユニット９６５のシャフトに取り付けられる。また、各被駆動ディスク９６４は、被駆動インターフェースアセンブリ９６１の本体にあるレセプタクル内に取り付けられる（図１９Ｂを参照）。
伝動ユニット９６５内の機械的構成部品（例えば、ギア、レバー、ジンバル、ケーブル等）が、複数の被駆動ディスク９６４Ｐからメインチューブ９６７を通じて走るケーブル、ワイヤ、及び／又はケーブル、ワイヤ、及びハイポチューブの組み合わせにトルクを伝達して、平行運動機構９６８、手首関節９６９、及びエンドエフェクタ９７０の動きを制御する。メインチューブ９６７は、実質的に剛的であるが、伝動ユニット９６７と進入ガイド２７０との間で僅かに曲げられ得る。この曲げは、進入ガイド２７０にある器具本体チューブボアが、さもなければ伝動ユニットが許容する大きさよりも、互いにより近接して離間させられるのを可能にする。この曲げは弾性的であるので、外科器具２６０がガイドチューブ２７０から引っ込められるときに、メインチューブ９６７はその直線形状を取る（メインチューブは、恒久的な曲げを伴って形成されてよく、それは器具本体が横揺れ（ロール）するのを防止する）。
被駆動インターフェースアセンブリ９６１は、各側に一対の取付け翼（９６２Ａ１，９６２Ｂ１）及び（９６２Ａ２，９６２Ｂ２）を有する。また、伝動ユニット９６５の各側には、解放ボタン９６３Ａ，９６３Ｂがある。取付け翼９６２Ｂ２及び解放ボタン９６３Ｂは、図１０に示されている。
外科器具２６０を減菌アダプタフレーム６５１内に取り付けるために、先ず、取付け翼９６２Ａ１，９６２Ａ２が、減菌アダプタフレーム６５１の開放端でスキッドプレート７５５Ａ，７５５Ｂ（図１０及び１１）上に配置される。図１１は、減菌アダプタフレーム６５１の外側面が取り外された状態の図１０の切欠図である。
外科器具２６０が、スキッドプレート７５５Ａの反対側にあるパーキングスロット１１５５Ａに向かってスキッドプレート７５５Ａ上で摺動させられると（図１１）、第１の取付け翼９６２Ａ１，９６２Ａ２の頂面は、リップ７５１Ａ，７５１Ｂの底縁と接触し、それは可動本体６５１Ｃを近位方向に動かす（図１２）。可動本体６５１Ｃの近位動作は、器具マニピュレータアセンブリ２４０のプランジャ１２４６を近位方向に押し下げ、次に、それは、外科器具２６０が減菌アダプタアセンブリ２５０に荷重されているという、コントローラ２９０への信号を生成する。
取付け翼９６２Ａ１が減菌アダプタフレーム６５１の閉塞端にあるパーキングスロット１１５５Ａに達するとき（図１３）、第１の取付け翼９６２Ａ１，９６２Ａ２の頂面は、リップ７５１Ａ，７５１Ｂの底縁にもはや接触しない。結果的に、可動本体６５１Ｃへの予荷重力は、可動本体６５１Ｃを遠位方向に移動させ（図１３）、第１の取付け翼９６２Ａ１を所定の場所に係止する。第１の取付け翼９６２Ａ１が減菌アダプタフレーム６５１の閉塞端に達するとき、第２の取付け翼９６２Ｂ１は、減菌アダプタフレーム６５１の開放端付近でスキッドプレート７５５Ａの平坦な部分の上に位置する。
減菌アダプタフレーム６５１内の各中間ディスク６５３は、複数の駆動出力ディスク５４５Ｐの予荷重力によって遠位方向に遠位に押される。よって、外科器具２６０が減菌アダプタフレーム６５１内に取り付けられると、複数の中間ディスク６５３Ｐは第１の予荷重力を可動本体６５１Ｃに伝達するので、予荷重力は取付け翼９６２Ａ１に適用される。この予荷重力は、外科器具２６０を減菌アダプタフレーム６５１内に容易に滑り込ませ得るように並びに小さな予荷重力が全てのディスク上で維持されるように、選択される。
外科器具２６０が減菌アダプタアセンブリ２５０内に取り付けられるとき、器具マニピュレータアセンブリ２４０は、外科器具２６０の存在を検出し、外科器具２６０の存在を示す信号をコントローラ２９０に送信する。その信号に応答して、外科システム２００内のコントローラ２９０は、その信号を器具マニピュレータアセンブリ２４０に送信して、複数の駆動出力ディスク５４５Ｐの各駆動出力ディスク５４５を回転させる。
以下により完全に説明するように、駆動出力ユニット５４２内の各駆動出力アセンブリ５４３はばね荷重され、減菌アダプタアセンブリ２５０が器具マニピュレータアセンブリ２４０に取り付けられた後に、予荷重力が各駆動出力ディスク５４５に加えられるよう、自動的に位置付けられる。予荷重力は駆動出力ディスク５４５を押し、減菌アダプタフレーム６５１内の中間ディスク６５３の対応する中間被駆動インターフェース６５５を押す。
しかしながら、図７Ｂにおいて、外科器具２６０が減菌アダプタアセンブリ２５０に先ず取り付けられるとき、中間ディスク６５３の中間駆動インターフェース７６５の要素は、被駆動ディスク９６４上の被駆動インターフェース９８０の対応する要素と位置合わせされないことがある。２つのディスク６５３及び９６４の要素が位置合わせされないならば、２つのディスクは部分的に連結させられるが、２つのディスクは互いに噛み合わない。よって、部分的に連結させられる、ディスク９６４，６５３，５４５、即ち、第３のディスク、第２のディスク、及び第１のディスクを含む、ディスク積重ねは、第３の高さを有する。
外科器具２６０が減菌アダプタフレーム６５１内に取り付けられるとき、被駆動インターフェースアセンブリ９６１内の各被駆動ディスク９６４は、減菌アダプタアセンブリ２５０内の対応する中間ディスク６５３を近位に押すので、中間ディスク６５３は自由に回転し得る。以下により完全に説明するように、減菌アダプタアセンブリ２５０内の中間ディスク６５３の中間駆動インターフェース７５６が、被駆動インターフェースアセンブリ９６１内の被駆動ディスク９６４の対応する被駆動インターフェース９８０と位置合わせされないとき、中間ディスク６５３の中間駆動インターフェース７５６上の係合構造は、外科器具２６０の被駆動ディスク９６４上の回転不能化要素１９８０（図１９Ａを参照）と係合し、それは被駆動インターフェースアセンブリ９６１内の被駆動ディスク９６４の回転を阻止する。
中間ディスク６５３の中間駆動インターフェース７５６が、所定の場所に固定される被駆動ディスク９６４と共に回転すると、中間駆動インターフェース７５６上の各要素は回転して被駆動ディスク９６４の被駆動インターフェース９８０の対応する要素と整列し、対応する要素と噛み合う。中間駆動インターフェース７５６及び被駆動インターフェース９８０の連結は、被駆動ディスク９６４上の回転係止（回転ロック）を解放する。よって、ディスクの積重ねは、ユニットとして回転する。全ての３つのディスクが噛み合わせられるとき、ディスク積重ねの高さは、第４の高さを有し、第４の高さは、第３の高さ未満であり、器具マニピュレータアセンブリ２４０内のセンサが、高さにおけるこの変化を検出し、コントローラに信号を送信して、駆動出力ディスク５４５の回転を停止させる。ディスク積重ねの高さにおける変化を検出する器具マニピュレータアセンブリ２４０内のセンサは、機械式センサ、光センサ、誘導センサ、容量センサ等であり得る。
図１４は、駆動出力ディスク５４５が中間ディスク６５３に連結され、中間ディスク６５３が被駆動ディスク９６４に連結されるときの、ディスク積重ね１４００の例示である。ここにおいて、連結される(coupled)とは、２つのディスクが噛み合わせられるよう、即ち、完全に連結させられるよう、２つのインターフェース接続するディスク上の整列構成の全てが位置合わせされることを意味する。上述のように、２つのインターフェース接続するディスク上の整列構成の一部が位置合わせされるが、２つのインターフェース接続するディスク上の他の整列構成が位置合わせされないとき、２つのインターフェース接続するディスクは部分的に連結される。予荷重力は、ある程度のバックラッシュにも拘わらず、２つの部分的に連結させられるディスクが、全ての整列構成を位置合わせさせ且つ噛み合わせ得るよう接触した状態であるよう、選択される。
ディスク積重ね１４００は、図３Ａ及び３Ｂを参照して上記で言及したディスク積重ね構成である。駆動出力ディスク５４５の駆動インターフェース５５７は、中間ディスク６５３の中間被駆動インターフェース６５５に噛み合わされ、中間ディスク６５３の中間駆動インターフェース７５６は、被駆動ディスク９６４の被駆動インターフェース９８０に噛み合わされる。以下により完全に説明するように、ディスクの積重ね１４００上に高い予荷重力、即ち、第２の予荷重力があるときには、シャフト１４６６が駆動出力ディスク５４５に連結させられるシャフトと精密に位置合わせされないことがあるとしても、外科処置において用いられるトルクレベルのために、ディスク積重ね１４００内のディスク間にゼロバックラッシュがある。ディスクの積重ね１４００内のディスク５４５，６５３，９６４が、第２の予荷重力の下で噛み合わされるときには、外科処置において用いられるトルクレベルのために、ディスク間の連結部内にゼロバックラッシュがある。低バックラッシュカプラ５４４が空間的な不整列（ずれ）を補償し、動き及びトルクをディスク積重ね１４００に伝達する。以下により完全に説明するように、駆動ドッグの設計は、駆動出力ディスク４４５及び被駆動ディスク９６４の角度不整列（角度ずれ）を補償する。
図１５Ａは、器具マニピュレータアセンブリハウジング７４１が取り外された状態の器具マニピュレータアセンブリ２４０の例示である。また、駆動ユニットアセンブリ５４１内の構成部品を示す垂直切断部がある。器具マニピュレータアセンブリ２４０は、モータパック１５４１を含み、次に、モータパック１５４１は、複数の駆動ユニット１５００Ｐと、複数の駆動出力アセンブリ５４３Ｐとを含む。複数の駆動ユニット１５００Ｐの各駆動ユニット１５００は、エンコーダ１５０１と、スロットレス型ブラシレスサーボモータ１５０２と、コンパクトなホール効果センサ１５０３と、遊星ギアヘッド１５０４(planetary gearhead)とを含む。
１つの特徴において、スロットレス型ブラシレスサーボモータ１５０２は、極めて高いモータ定数を有し、よって、サーボモータ１５０２は、極めて効率的である。スロットレス型ブラシレスサーボモータの使用は例示的であるに過ぎず、複数の駆動ユニット１５００Ｐにおけるモータをこの特定の種類のモータに限定することを意図しない。ブラシ式モータ、ステッピングモータ等を含む、様々なモータを用い得る。各サーボモータ１５０２は、モータパック１５４１内の８個のサーボモータのコンパクトな構成に鑑みて、隣接するサーボモータへのトルクリップルを防止する磁気遮蔽（磁気シールド）を含む。
コンパクトなホール効果センサ１５０３を用いてサーボモータ１５０２内の永久磁石の位置を検出する。ホール効果センサ１５０３は第２のエンコーダとして用いられる。エンコーダとホールとの間の照合(encoder-to-hall check)が、エンコーダ１５０１及びホール効果センサ１５０３によって報告される回転位置を比較する。回転位置が有意に異なるならば、エンコーダ１５０１、ホール効果センサ１５０３、又はそれらの間の機構は、どこかがおかしい。この照合が失敗するとき、コントローラ内でソフトウェアを実行することは、モータを直ぐに停止させる。
遊星ギアヘッド１５０４は頑丈であり、極めて効率的であり（９０％より大きい）、よって、典型的なギアヘッドよりもバック駆動(back-drive)が容易である。バック駆動可能である(back-drivable)とは、典型的なギアヘッドに比べて、ギアヘッドの出力シャフトを比較的低いトルクで回転させ得ることを意味する。
遊星ギアヘッド１５０４は、１つの特徴において、１度未満のバックラッシュを有し、他の特徴において、例えば０．４度の、低バックラッシュを有する。１つの特徴において、遊星ギアヘッド１５０４のうちの４個は、２８：１の入出力比を有し、標準遊星ギアヘッドと呼ぶ。この特徴において、遊星ギアヘッドのうちの４個は、９対１の入出力比を有し、高速ギアヘッドと呼ぶ。同様に、標準遊星ギアヘッドを備える駆動ユニット１５００を標準駆動ユニットと呼ぶ。高速遊星ギアヘッドを備える駆動ユニット１５００を高速駆動ユニットと呼ぶ。
図１５Ｂ乃至１５Ｅは、モータパック１５４１における使用に適した遊星ギアヘッドの１つの実施例の例示である。図１５Ｂは、遊星ギアヘッド１５０４の側面図である。図１５Ｃは、遊星ギアヘッド１５０４の遠位図である。図１５Ｄは、２８：１遊星ギアヘッドの近位図である。図１５Ｅは、９：１遊星ギアヘッドの近位図である。図１５Ｂ乃至１５Ｅにおけるギアヘッドについての寸法の１つの実施例が表１に与えられている。
Figure 2016530003
図１６Ａ乃至１６Ｄは、この特徴における複数の駆動出力アセンブリ５４３Ｐのうちの各駆動出力アセンブリの代表である駆動出力アセンブリ５４３のより詳細な例示である。駆動出力アセンブリ５４３は、ボール−スプライン１６０３を含む。軽い予荷重ばね１６０１、例えば、第１の予荷重ばねが、ボール−スプライン１６０３の中央管腔内に取り付けられ、駆動出力ディスク５４５の近位側に付けられる一端を有する。軽い予荷重ばね１６０１は、ばね１６０１が圧縮されるときに、第１の予荷重力を駆動出力ディスク５４５に適用する。１つの特徴において、第１の予荷重力は、０．５重量ポンド（Ｌｂｆ）（２．２２４１１ニュートンメートル）である。
ボール−スプライン１６０４は、ボール−スプライン１６０３に取り付けられる。ボール−スプラインナット１６０４が、ボール−スプライン１６０３からのトルク／動きを伝達しながら、ボール−スプライン１６０３に沿って近位に及び遠位に摺動する、即ち、第１の方向及び第１の方向と反対の第２の方向に摺動する。よって、トルク／動きは、ボール−スプライン１６０３を通じて、屈曲部５４４(flexure)と呼ぶときがある低バックラッシュカプラ５４４に伝達される。ボール−スプライン１６０３は、駆動出力アセンブリ５４３がボール−スプライン１６０３の長手軸に沿って動くのを可能にしながら、トルク／動きを伝達する。ディスクはディスク積重ね１４００内に係入され或いは分離されると、駆動出力アセンブリ５４３は、ボール−スプライン１６０３に沿って出入り移動して、係合又は分離を容易化する。ボール−スプライン１６０３は、外科処置中に用いられるトルクレベルについてゼロバックラッシュを有する。
ボール−スプラインナット１６０４は、ハウジング１６０５内に挿入され、ハウジング１６０５には、重い予荷重ばね１６０２、即ち、第２の予荷重ばねが取り付けられる。重い予荷重ばね１６０２は、軽い予荷重ばね１６０１との組み合わせにおいて、両方のばねが圧縮されるときに、第２の予荷重力を駆動出力ディスク５４５に適用する。１つの特徴において、第２の予荷重力は、２．３重量ポンド（Ｌｂｆ）（１０．２３０９ニュートンメートル）である。
屈曲５４４は、駆動ユニットから屈曲部５４４にトルクを伝達する２つのピンによって駆動ユニットに連結される。屈曲部５４４は、２つのピンによって駆動出力ディスク５４５にも連結される。よって、屈曲部５４４は、駆動ユニットから駆動出力ディスク５４５にトルクを伝達する。図１６Ｂは、屈曲部５４４の端面図である。
屈曲部５４４は、駆動出力ディスク５４５の近位面から近位に延びるシリンダ１４４５Ｃ（図１４及び１６Ａ）に嵌る中央管腔１６４０を有する。屈曲部５４４は、４個のビーム１６４１Ａ，１６４１Ｂ，１６４１Ｃ，１６４１Ｄを有する。４個のビーム１６４１Ａ，１６４１Ｂ，１６４１Ｃ，１６４１Ｄの各々のビームの第１の端が、屈曲部５４４の本体１６４２に接続される。４個のビーム１６４１Ａ，１６４１Ｂ，１６４１Ｃ，１６４１Ｄの各々のビームの第２の端が、それぞれ中央ボアを有するシリンダ１６４３Ａ，１６４３Ｂ，１６４３Ｃ，１６４３Ｄに接続される。ビーム１６４１Ａ，１６４１Ｂ，１６４１Ｃ，１６４１Ｄは、中央管腔１６４０を通じる軸についてねじり剛性を有するが、側方オフセットに関して可撓である。
駆動ユニットによって駆動させられる出力ピンが、シリンダ１６４３Ａ，１６４３Ｂの中央ボア内に取り付けられる。駆動出力ディスク５４５の入力ピンが、シリンダ１６４３Ｃ，１６４３Ｄの中央ボア内に取り付けられる。
屈曲部５４４は、１つの特徴において、析出硬化ステンレス鋼１７−４Ｈ１１５０製の精密機械加工された一体成形部品である。屈曲部５４４のバックラッシュは、シリンダの中央ボアと入力ピン又は出力ピンの外径との間の取付けピン隙間によって決定される。この特徴において、外科装置アセンブリ３００のバックラッシュは、専ら器具マニピュレータアセンブリ２４０によって制御される。これは、バックラッシュが従来技術の減菌アダプタにおけるオルダム継手(Oldham coupling)によって考慮される従前のシステムと対照的である。従来技術の減菌アダプタ内の部品は射出成形され、よって、屈曲部５４４と同じ精度に作製され得ない。外科装置アセンブリ３００の再使用可能な部分、例えば、器具マニピュレータアセンブリ２４０におけるバックラッシュを制御することは、バックラッシュが、外科装置アセンブリ３００の各使用について一貫し、従来技術の減菌アダプタのような１回使用の使い捨て可能なアセンブリにおける射出成形部品の製造公差に依存しない。
屈曲部５４４は、中央管腔１６４０の軸に対して法線方向にある平面における２つの自由度における動きに順応する。ビーム１６４１Ａ，１６４１Ｂに連結される出力ピンが、軸１６９０に沿って動き得る。動きの範囲は、シリンダ１６４３Ａ，１６４３Ｂの外面と本体１６４２の外面との間の間隙によって制限される。同様に、ビーム１６４１Ｃ，１６４１Ｄに連結される入力ピンが、軸１６９０に対して垂直な軸１６９１に沿って動き得る。動きの範囲は、シリンダ１６４３Ｃ，１６４３Ｄの外面と本体１６４２の外面との間の間隙によって制限される。１つの特徴において、軸１６９０，１６９１の１つに沿ってビームを０．０１０インチ（０．０２５４ミリメートル）変位させることは、０．６６ＬＢｆ（２．９３５８ニュートンメートル）を必要とし、１平方インチ（０．０００６４５１６平方メートル）当たり２９，０００ポンド（１３１５．４１８キログラム）の応力をもたらす。１００ｉｎ−Ｌｂｆの適用トルクで、ピーク応力は、１平方インチ（０．０００６４５１６平方メートル）当たり３８，０００ポンド（１７２３．６５１キログラム）であった。
屈曲部５４４の２つの自由度は、シャフト不整列（シャフトずれ）に順応する。具体的には、駆動ユニットアセンブリ５４１が、シャフトが伝動ユニット９６５内にある状態でモータパック１５４１内の駆動シャフトの不整列（ずれ）を許容する。何故ならば、各屈曲部５４４は、駆動ユニット１５００の対応する駆動シャフトと完全に同軸でないシャフト１４６６（図１４）を補償するよう撓みながら、駆動出力ディスク５４５にトルクを伝達するからである。
図１６Ｃは、駆動出力ディスク５４５の駆動インターフェース５５７の１つの特徴、例えば、駆動出力ディスク５４５の遠位部分のより詳細な例示である。駆動出力ディスク５４５は、円筒形の本体を有する。図１６Ｄは、駆動ドッグ１６５２を備える駆動出力ディスク５４５の断面図である。
２つのボア１６５１Ａ，１６５１Ｂが、駆動出力ディスク５４５を通じて延びる。入力ピンが、各ボア１６５１Ａ，１６５１Ｂ内に並びに屈曲部５４４のシリンダ１６４３Ａ，１６４３Ｂ内の対応するボア内に嵌入させられる。
２つの駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂ、第１の整列要素−中央ポスト１６５３及びタブ１６５４と、第２の整列要素、即ち、ピン１６５５とが、駆動出力ディスク５４５の遠位端面１６５６から遠位に延びる。中央ポスト１６５３は、タブ１６５４の高さよりも大きい高さを有し、よって、駆動出力ディスク５４５を中間ディスク６５３の中間被駆動インターフェース６５内にある対応する整列レセプタクルに対して芯出し（中心化）するのに役立つ。タブ１６５４は、中央ポスト１６５３から遠位端面１６５６の周縁部に向かって延びる。中心線１６７０及び１６７１が、中央ポスト１６５３の中心を通じて延び且つそれと交差する。中央ポスト１６５３及びタブ１６５４は、駆動出力ディスク５４５を中間ディスク６５３に位置合わせさせるのを助ける。中央ポスト１６５３及びタブ１６５４は、ディスクの噛み合う対に安定性ももたらす。
この特徴において、ピン１６５５は、中心線１６７０上に芯出し（中心化）され、中央ポスト１６５３と遠位端面１６５６の縁との間に位置付けられる。ピン１６５５は、シリンダのセグメントである、例えば、シリンダは、ピン１６５５の外表面が平坦であり且つ円筒形でないよう、ある平面によって垂直に切断される。１つの特徴において、ピン１６５５は、概ね三次元のＤ形状を有する。ここにおいて、概ね三次元のＤ形状(generally three-dimensional D-shape)とは、その形状が、三次元Ｄ形状、例えば、ピン１６５５の形状として認識されるのに十分な程に三次元Ｄ形状に類似することを意味する。ピン１６５５は、中間ディスク６５３における整列レセプタクルと噛み合うように構成される。
第１及び第２の整列要素の形状及び向きは例示的であるに過ぎず、限定的であることを意図しない。第２の予荷重力の下でバックラッシュが導入されない限り、整列要素の他の形状及び整列要素の間の他の向きが用いられてよく、それらの要素は、係合するとき及び分離するときに結合せず、それらの要素は、ディスクの噛み合わせ対に安定性をもたらす。
駆動インターフェース５５７は、２つの駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂを含む。駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂの各々は、遠位端面１６５６から遠位に延びる。駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂの各々は、駆動出力ディスク５４５の長手軸から同じ径方向距離Ｒｄｏｇにある。駆動出力ディスク５４５の長手軸は、中央ポスト１６５３の中心を通じて走る。また、各駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂは、近位端面１６５６の周縁部に近接する。径方向に等距離の駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂと、周縁部に隣接する位置決め駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂとの組み合わせは、駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂが、中間ディスク６５３にトルク／動きを効率的に伝達するのを可能にする。
遠位面１６５６の周縁部に対する駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂの場所は、中間ディスク６５３上の駆動ドッグレセプタクルの場所によって決定される（図１８Ａを参照）。中間ディスク６５３の直径は、部分的には、減菌アダプタアセンブリ２５０の可動本体６５１Ｃ内に嵌入し得る中央ディスク６５３の数によって決定される。駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂは、以下により完全に記載するように、駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂが中間ディスク６５３内の駆動ドッグレセプタクルと係合するような大きさ及び位置にされ、よって、駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂは、可動本体６５１Ｃの側壁と接触しない。
図１６Ｃに例示するように、駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂは、駆動出力ディスク５４５の長手軸（図示せず）及びｙ軸１６７０を含む平面に対して鏡面対称性を有する。駆動出力ディスク５４５の長手軸は、中央ポスト１６５３の中心で、軸１６７０及び軸１６７１の両方に対して垂直である。
駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂの各々は、駆動出力ディスク５４５の長手軸及びｘ軸１６７１を含む平面に対して鏡面対称性を有する。この平面は、駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂの各々を二分する。
駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂの大きさは、強度要求に基づき選択される。この出願において（中心から縁へ径方向に）駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂの長さは、ディスク５４５の中央における整列構成／回転防止構成の大きさの制約によって決定され、駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂの高さは、第１及び第２の予荷重力の下での中間ディスク６５３との適切な係合を補償しながら、機構の大きさ及び重量を減少させるように最小限化される。
駆動ドッグ１６５２Ａは、駆動ドッグ１６５２Ｂと同じであり、よって、駆動ドッグ１６５２Ａの特徴のみを更に詳細に考察する。駆動ドッグ１６５２Ａの記述は、駆動ドッグ１６５２Ｂと同じに直接的に適用可能であり、よって、その記載を駆動ドッグ１６５２Ｂについて繰り返さない。
駆動ドッグ１６５２Ａは、第１の部分１６５２Ａ１と、第２の部分１６５２Ａ２とを有する。第１の部分１６５２Ａ１は、近位端面１６５６から第２の部分１６５２Ａ２に遠位に延びる。第２の部分１６５２Ａ２は、遠位方向において第１の部分１６５２Ａ１から延びる。
駆動ドッグ１６５２Ａの第１の部分１６５２Ａ１は、三次元の長方形であり、よって、遠位端面１６５６からの延びる４つの直線の側部、例えば、図１６Ｄ中の側部１６５２ｓ２，１６５２ｓ４を有する。ここにおいて、直線(straight)とは、駆動ドッグ１６５２Ａの長手軸とｘ軸１６７１及びｙ軸１６７０のうちの一方とを含む平面と実質的に平行であることを意味する。選択される軸は、考慮される三次元の長方形の側部に依存する。実質的に平行(substantially parallel)とは、製造公差内で平行であることを意味する。
第２の部分１６５２Ａ２（図１６Ｄ）は、曲面である２つの対向する側部１６５２ｃｙｌ２，１６５２ｃｙｌ４を含む。１つの特徴において、曲面は、円形区画の一部、例えば、シリンダ１６５８の外面の一部である。側面１６５２ｃｙｌ２，１６５２ｃｙｌ４は、縁１６５２ｅ１，１６５２ｅ２を含み且つ図１６Ｄから外に延びる２つの平行な平面が交差するシリンダの区画の外面である。よって、側面１６５２ｃｙｌ２，１６５２ｃｙｌ４は、曲面である。
１つの特徴において、シリンダ１６５８は、０．１２５インチ（０．３１７５センチメートル）の直径を有する。シリンダ１６５８の軸は、図１６Ｄから外に延びる。この特徴において、第２の区画１６５２Ａ２の他の２つの側壁は、直線側部である。
１つの特徴において、駆動出力ディスク５４５は、射出成形されるディスクである。駆動出力ディスク５４５をポリカーボネート、ポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）等で作製し得る。
図１７Ａは、減菌アダプタアセンブリ２５０の他の例示である。減菌ドレープ（図示せず）が、リム１７５１に固定的に取り付けられる、例えば、両面テープによって付けられる。減菌ドレープは知られており、よって、更に詳細に記載しない。例えば、それらの全てを参照としてここに援用する、（２００５年１２月２０日付け出願の）米国特許第７，６６６，１９１Ｂ２、（２００６年３月３１日付け出願の）米国特許第７，６９９，８５５Ｂ２号、（２０１０年８月１２日付け出願の）米国特許出願公開第２０１１／０２７７７７５Ａ１号、及び（２０１０年８月１２日付け出願の）米国特許出願公開第２０１１／０２７７７７６Ａ１号を参照のこと。減菌ドレープは、システム２００の少なくとも一部を覆って、外科処置中に減菌野を維持するのに対し、減菌アダプタアセンブリ２５０は、外科器具２６０とその関連する器具マニピュレータアセンブリ２４０との間の正確な機械的インターフェースと共に、効率的で簡単な器具交換ももたらす。
上記のように、可動本体６５１Ｃは、減菌アダプタフレーム６５１内に取り付けられるので、可動本体６５１Ｃは、減菌アダプタフレームに対して近位方向及び遠位方向に移動し得る、即ち、第１の方向及び第１の方向と反対の第２の方向に移動し得る。図１７Ａにおいて、可動本体６５１Ｃは、最遠位位置にある。可動本体６５１Ｃは、複数の中間ディスク６５３Ｐのうちの各中間ディスク６５３のためのレセプタクルを含む。可動本体６５１Ｃは、複数のハードストップレセプタクル１７５７も含む。各中間ディスク６５３は、円筒形の本体を有する。
１つの特徴において、減菌アダプタフレーム６５１、可動本体６５１Ｃ、及び複数の中間ディスク６５３Ｐの各々は、射出成形によって作製される。減菌アダプタフレーム６５１、可動本体６５１Ｃ、及び複数の中間ディスク６５３Ｐのための適切な材料は、ポリカーボネート、ポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）等を含む。
各中間ディスク６５３は、可動本体６５１Ｃにある対応するレセプタクル内に取り付けられる。各中間ディスク６５３は、レセプタクル内で回転し得るし、レセプタクル内で遠位に及び近位に動き得る。図１７Ａにおいて、中間ディスク６５３は、最遠位位置にある。図１７Ｂは、中間ディスクレセプタクル１７６６及び中間ディスク６５３を示す、可動本体６５１Ｃの一部の拡大例示である。中間ディスク６５３は、ディスク６５３の外側面から延び且つディスク６５３の近位端面から延びるタブ１７６７を有する（図１８Ａを参照）。中間ディスク６５３は、中間ディスクハードストップ１７６１と関連付けられると言われる。これは、タブ１７６７がハードストップ１７６１と接触することができ、接触後、中間ディスク６５３の回転が停止させられる、ことを意味する。
外科器具２６０が減菌アダプタアセンブリ２５０に取り付けられるとき、中間ディスク６５３は、可動本体６５１Ｃに対して近位に変位させられる。この位置において、タブ１７６７の最遠位部分、即ち、タブ１７６７の底は、ハードストップ１７６１の最近位部分、即ち、ハードストップ１７６１の頂部より上にあるので、中間ディスク６５３は自由に回転し、ハードストップ１７６１と接触しない。
図１８Ａ及び１８Ｂは、中間被駆動インターフェース６５５（図１８Ａ）及び中間ディスク６５３の中間駆動インターフェース（図１８Ｂ）の例示である。中間被駆動インターフェース６５５（図１８Ａ）は、中間ディスク６５３の近位端にある。中間被駆動インターフェース６５５は、第１の整列レセプタクルと、第２の整列レセプタクルとを含む。この特徴において、第１の整列レセプタクルは、中央ポストレセプタクル１８５３及びタブレセプタクル１８５４の組み合わせである。第２の整列レセプタクルは、ピンレセプタクル１８５５である。
中央ピンレセプタクル１８５３及びタブレセプタクル１８５４の組み合わせは、ポスト１６５３及びタブ１６５４がレセプタクル１８５３及びレセプタクル１８５４とそれぞれ位置合わせされるときに、中央ポスト１６５３及びタブ１６５４の組み合わせと噛み合うように構成される。同様に、ピンレセプタクル１８５５は、ピンレセプタクル１８５５及びピン１６５５が位置合わせされるときに、ピン１６５５と噛み合うように構成される。よって、駆動出力ディスク５４５は、ディスク５４５の整列要素が中間ディスク６５３の整列レセプタクルと位置合わせされるときに、１つの向きにおいて中間ディスク６５３と噛み合い得るだけである。
中間被駆動インターフェース６５５は、２つの駆動ドッグレセプタクル１８５２Ａ，１８５２Ｂも含む。図１８Ａに例示するように、駆動ドッグレセプタクル１８５２Ａ，１８５２Ｂは、中間ディスク６５３の長手軸（図示せず）とｙ軸１８７０とを含む平面に対して鏡面対称性を有する。中間ディスク６５３の長手軸は、軸１８７０及び１８７１の両方に対して垂直である。
駆動ドッグレセプタクル１８５２Ａ，１８５２Ｂの各々は、中間ディスク６５３の長手軸とｘ軸とを含む平面に対して鏡面対称性を有する。この平面は、駆動ドッグレセプタクル１８５２Ａ，１８５２Ｂの各々を二分する。
各駆動ドッグレセプタクルは、中間ディスク６５３の長手軸から同距離Ｒｒｃｐｔである内縁面を有する。内縁面は、以下により完全に説明するように、駆動ドッグレセプタクルの第３の側部を形成する。駆動ドッグレセプタクル１８５２Ａは、駆動ドッグレセプタクル１８５２Ｂと同じであるので、駆動ドッグレセプタクル１８５２Ａの特徴のみを更に詳細に考察する。駆動ドッグレセプタクル１８５２Ａの記述は、駆動ドッグレセプタクル１８５２Ｂに直接的に適用可能であり、よって、その記載を駆動ドッグレセプタクル１８５２Ｂについて繰り返さない。
駆動ドッグレセプタクル１８５２Ａを４つの側で境界付け得る。１つの特徴において、第１の側は存在しない。よって、第１の側は、開放されていると言われる。開放側壁の使用は例示的であるに過ぎず、限定的であることを意図しない。幾つかの特徴において、第１の側壁は、中実な側壁であり得る。第２及び第４の側は、第１の側に対して垂直な壁である。第３の側は、第２及び第４の側に対して垂直な壁である。よって、この特徴において、駆動ドッグレセプタクル１８５２Ａを４つの側部は、中間ディスク６５３の外側近位縁面１８５６から中間ディスク６５３内に遠位に駆動レセプタクル１８５２Ａの底面１８５７まで延びる３つの壁によって境界付けられる。開放側の反対側にある第３の壁は、外側近位縁面１８５６から底面１８５７まで延びる直線壁である。２つの対向する壁、即ち、第２及び第４の壁は、以下に記載するような２つの部分、即ち、直線壁部分及び傾斜付き壁部分を有する。
図１８Ｃは、ｘ軸１８７１に対して垂直な中心線に沿って切断された駆動ドッグレセプタクル１８５２Ａの断面図である。駆動ドッグレセプタクル１８５２Ａは、第１の部分１８５２Ａ１と、第２の部分１８５２Ａ２とに分割される。第１の部分１８５２Ａ１は、外側金面１８５６から第２の部分１８５２Ａ２に中間ディスク６５３内に延びる。第２の部分１８５２Ａ２は、第１の部分１８５２Ａ１から駆動ドッグレセプタクル１８５２Ａの底面１８５７まで中間ディスク６５３内に更に延びる。
駆動ドッグレセプタクル１８５２Ａの第１の部分１８５２Ａ１を境界付ける対向する壁は、直線壁１８５２ｓ２，１８５２ｓ４である。典型的には、第１の部分１８５２Ａ１の高さは、駆動出力ディスク５４５の遠位端面と中間ディスク６５３の近位端面との間にある程度の空間があるよう、駆動ドッグ１６５２Ａの部分ｎ１６５２Ａ１の高さよりの小さい。
第２の部分１８５２Ａ２（図１８Ｃ）は、楔形状の外側面の一部である２つの対向する側壁１８５２ｗ２，１８５２ｗ４によって境界付けられる、即ち、側部１８５２ｗ２，１８５２ｗ２は、傾斜付き平坦表面である。側壁１８５２ｗ２，１８５２ｗ４は、ある角度αに対する。側面１８５２ｗ１，１８５２ｗ２は、２つの平行な平面、例えば、線１８５２ｅ１を含む平面と底面１８５７を含む平面が交差する、楔形状の表面部分である。これらの平面の両方は、図１８Ｃから外に延びる。
１つの特徴において、楔の部分は、駆動ドッグ１６５２Ａの遠位端がレセプタクル１８５２内に完全に挿入されるときに、駆動ドッグ１６５２Ａの遠位端が底面１７５７と接触せず、シリンダ１６５８の円筒形の側壁部分が傾斜付き側壁１８５２ｗ２，１８５２ｗ４と接触するよう、選択される。１つの特徴において、０．１２５の直径のシリンダ１６５８について、側壁１８５２ｗ２，１８５２ｗ４が３０度の楔形状の側の部分であるよう、角度αは３０度である。
減菌アダプタアセンブリ２５０が器具マニピュレータアセンブリ２４０に取り付けられるとき、中間ディスク６５３上の中間被駆動インターフェース６５５の向きに対する駆動出力ディスク５４５上の駆動インターフェース５５７の向きは、知られていない。しかしながら、２つのインターフェースの相対的な向きに拘わらず、駆動出力ディスク５４５への予荷重力は、中間ディスク６５３を遠位に押すので、中間ディスク６５３は、可動本体６５１Ｃのレセプタクル１７６６（図１７Ｂ）内の最遠位部分に位置付けられる、例えば、中間ディスク６５３は、第１の軸方向位置にある。以下により完全に説明するように、外科器具２６０が減菌アダプタアセンブリ２５０内に取り付けられるとき、中間ディスク６５３は、第２の軸方向位置に遠位に変位させられる。
上述のように、減菌アダプタアセンブリ２５０を器具マニピュレータアセンブリ２４０に取り付けることによって、プランジャ５４６が押し下げられた後、駆動出力ディスクが回転させられる。駆動出力ディスク５４５及び中間ディスク６５３は接触し且つ部分的に連結させられるので、駆動出力ディスク５４５の回転は中間ディスク６５３を回転させる。よって、インターフェース５５７及び６５５がハードストップ１７６１と整列し且つ噛み合うか、或いは中間ディスク６５３上のタブ１７６７がハードストップ１７６１と接触する。タブ１７６７がハードストップ１７６１と接触するとき、中間ディスク６５３の回転は停止させられる。インターフェース５５７及び６５５が噛み合わず、中間ディスク６５３の回転が停止させられないとき、駆動出力ディスク５４５は、２つのインターフェースが噛み合うまで回転し続ける。故に、その結果、ディスク５４５及び６５３は連結させられ、駆動出力ディスク５４５の回転はハードストップ１７６１で停止させられる。制御システムは、駆動出力ディスク５４５の回転の停止を用いて、駆動出力ディスク５４５の向きを決定する。２つのディスクがハードストップ１７６１に達する前に噛み合うならば、ハードストップ１７６１に達するときに、２つの噛み合ったディスクの回転は停止させられる。
図１８Ｄは、駆動出力ディスク５４５上の駆動インターフェース５５７が中間ディスク６５３上の中間被駆動インターフェース６５５と部分的に連結させられた後に、軽い予荷重力の下で駆動ドッグレセプタクル１８５２Ａ内に挿入される、駆動ドッグ１６５２Ａを例示する断面図である。上述のように、駆動ドッグ１６５２Ａは、直線側部を備える第１の部分１６５２Ａ１を有する。第１の部分１６５２Ａ１の直線側部は、上述のように、第２の部分１６５２Ａ２、即ち、円筒形の先端内に溶け込む。駆動ドッグレセプタクル１８５２Ａは、直線内側壁を備える第１の部分１８５２Ａ１も有する。第１の部分１８５２Ａは、同様に上述のようにテーパ付き内壁を備える第２の部分１８５２Ａ２に溶け込む。
駆動ドッグ１６５２Ａの遠位部分の２つの側部にある曲面及び駆動ドッグレセプタクル１８５２Ａ２の遠位部分の対応する２つの側部にある傾斜付き側壁（傾斜付き側壁は、湾曲側面に対して接線方向にある）は、例示的であるに過ぎず、限定的であることを意図しない。高い予荷重力、即ち、第２の予荷重力の下で、外科処置において用いられるトルクレベルについて、駆動出力ディスク５４５と中間ディスク６５３との間に回転方向におけるゼロバックラッシュがある限り、並びに２つのディスクの間のインターフェースが角度不整列（角度ずれ）を補償する限り、駆動ドッグ１６５２Ａの遠位部分にある並びに駆動ドッグレセプタクル１８６２Ａの対応する遠位壁部分にある他の表面を用い得る。
レセプタクル１８５２Ａのテーパ付き壁及び駆動ドッグ１６５２Ａの遠位先端１６５２Ａ２にある円筒形の表面の故に、２つのディスクが部分的に連結させられる間に、トルク／動きが駆動出力ディスク５４５によって適用されるとき、２つのディスクが正しく機能するよう、駆動出力ディスク５４５及び中間ディスク６５３を保持するのに適切な力が必要とされる。この力がないならば、駆動出力ディスク５４５及び中間ディスク６５３は分離し得る。何故ならば、適用させるトルクがそれらを分離させ得るからである。
軽い予荷重力の下でのこの分離を防止するために、駆動ドッグ１６５２Ａ及び駆動ドッグレセプタクル１８５２Ａの両方は、上述のように、直線壁を備える第１の部分を有する。駆動ドッグ１６５２Ａ及び駆動ドッグレセプタクル１８５２Ａがトルクの下で分離し始めると、直線壁部分は図１８Ｃに示すように互いに接触し合うようになる。この時点で、駆動ドッグ１６５２Ａ及び駆動ドッグレセプタクル１８５２Ａは、もはやそれら自体を分離させ得ず、その動きは、既知の又は制御されたレベルのバックラッシュを伴って、並びに駆動ドッグレセプタクル１８５２Ａに完全に挿入され且つ連結させられた駆動ドッグ１６５２Ａを伴わずに、継続し得る。１つの特徴において、軽い予荷重力の下で、既知のレベルのバックラッシュは、１．１３度である。よって、駆動出力ディスク５４５と中間ディスク６５３との間の部分的な連結は、軽い予荷重力の下で既知のレベルのバックラッシュを有する。
また、図１８Ｄに示すように、シャフト駆動ディスク５４５と中間ディスク６５３によって駆動させられるシャフトとの間の少量の不整列（ずれ）を許容し得る。加えて、図１８Ｄにおいてページに出入りする融合シリンダ１６５８の軸によって定められる方向において角度不整列（角度ずれ）を許容し得る。
駆動ドッグ１６５２Ａ及び駆動ドッグレセプタクル１８５２Ａが、以下により完全に説明するように、高い予荷重力、例えば、第２の予荷重力の下で、一緒に噛み合わされるとき、２つのディスクの間の界面（インターフェース）にはバックラッシュがない。第２の予荷重力は、トルク／動きが適用されるときに、駆動ドッグ１６５２Ａ及び駆動ドッグレセプタクル１８５２Ａが物理的に後退して離れて分離するのを防止するのに十分である。第２の予荷重力の下で、駆動出力ディスク５４５と中間ディスク６５３との間の連結は、外科処置において用いられるトルクレベルについて、ゼロバックラッシュを有する。第２の予荷重の下で、駆動出力ディスク５４５と中間ディスク６５３との間の連結は、外科処置において用いられるトルクレベルについて、ゼロバックラッシュを有する。
図１８Ｂは、中間ディスク６５３の遠位端にある中間駆動インターフェース７５６のより詳細な例示である。中間駆動インターフェース７５６は、駆動ドッグ１８６２Ａ，１８６２Ｂと、係合構造１８６３とを含む。
駆動ドッグ１８６２Ａ及び１８６２Ｂの各々は、駆動ドッグ１６５２Ａ及び１６５２Ｂの各々と等しい構造である。具体的には、駆動ドッグ１８６２Ａ，１８６２Ｂの各々は、遠位端面１８６６から遠位に延びる。各々の駆動ドッグ１８６２Ａ，１８６２Ｂの内縁は、遠位端面１８６６の長手軸から同じ径方向距離にある。また、各駆動ドッグ１８６２Ａ，１８６２Ｂは、遠位端面１８６６の周縁部に隣接する。径方向に等距離の駆動ドッグ１８６２Ａ，１８６２Ｂの並びに周縁部に隣接する駆動ドッグ１８６２Ａ，１８６２Ｂの位置付けの組み合わせは、駆動ドッグ１８６２Ａ，１８６２Ｂが被駆動ディスク９６４にトルク／動きを十分に伝達するのを可能にする。
図１８Ｂに例示するように、駆動ドッグ１８６２Ａ，１８６２Ｂは、中間ディスク６５３の長手軸（図示せず）及びｘ軸１８７１を含む平面に対して鏡面対称性を有する。中間ディスク６５３の長手軸は、軸１８７０及び軸１８７１の交点で軸１８７０及び軸１８７１の両方に対して垂直である。
駆動ドッグ１８６２Ａ，１８６２Ｂの各々は、長手軸（図示せず）及びｙ軸１８７０を含む平面に対して鏡面対称性を有する。この平面は駆動ドッグを二分する。
駆動ドッグ１８６２Ａは、駆動ドッグ１８６２Ｂと同じであり、よって、駆動ドッグ１８６２Ａの特徴のみを更に詳細に考察する。駆動ドッグ１８６２Ａの記述は、駆動ドッグ１８６２Ｂに直接的に適用可能であり、よって、その記述を駆動ドッグ１８６２Ｂについて繰り返さない。
駆動ドッグ１８６２Ａの円筒形の側壁部分及び駆動ドッグ１８６２Ｂの直線の壁部分は、駆動ドッグ１６５２Ａの対応する部分と同じであり、よって、ここでは、これらの部分の記述を繰り返さない。図１８Ｂに示すように、リップ１８６２Ｌが、駆動ドッグ１８６２Ａの第２の部分の遠位端から径方向に外向きに延びる。２つの側壁１８６２ｓ２，１８６２ｓ４は、側壁１８６２ｓ１に対して垂直であり、リップ１８６２Ａ１は、側壁１８６２ｓ１から径方向に外向きに延びる。リップ１８６２Ｌは、中間ディスク６５３を可動本体６５１Ｃ内に維持する維持構成である。
この特徴において、係合構造１８６３は、開放三次元構造である。開放三次元構造は、この特徴において、中間ディスク６５３の長手軸と軸１８７１とを含む平面に対して鏡面対称性を有する。ここにおいて、開放三次元構造(open three-dimensional structure)とは、閉塞した周を有さない三次元構造を意味し、即ち、外側面が内側面と交わる開口があることを意味する。図１８Ｄの実施例において、開放三次元構造は、２つの部分−概ね三次元の文字Ｃ形状の構造１８６３Ｃと、２つの壁１８６３Ａ，１８６３Ｂとを含む。再び、ここで、概ね三次元の文字Ｃ形状の構造は、その構造を見る人によって三次元の文字Ｃ形状の構造として知覚される三次元構造である。
三次元の文字Ｃ形状の構造１８６３Ｃは、高さと、第１の端１８６３Ｃ１と、第２の端１８６３Ｃ２とを有する。構造１８６３Ｃの高さは、中間ディスク６５３の遠位面と呼び得る中間ディスク６５３の遠位端面１８６３から構造１８６３Ｃの最遠位端面又は最遠位縁まで遠位に延びる。第１の端１８６３Ｃ１及び第２の端１８６３Ｃ２は、Ｃ形状構造１８６３Ｃの開口を境界付ける。この特徴において、軸１８７１は、第１の端１８６３Ｃ１及び第２の端１８６３Ｃ２から等距離にあり、Ｃ形状構造１８６３Ｃの中心線である。
Ｃ形状構造１８６３Ｃは、円形トラックである開放三次元構造の一例である。円形トラックは、第１の高さと、第１の端と、第２の端とを有する、第１の円周区画、例えば、Ｃ形状構造の本体を含む。円形トラックは、第１の円周区画の第１及び第２の端の間に延びる第２の円周区画、例えば、Ｃ形状構造の端の間の間隙も含む。第２の円周区画は、第２の高さを有する。第２の高さは、第１の高さ未満である。円形トラックの中心線が円形トラックの中心を通じて延び、第１の端及び第２の端から等距離にある。
壁１８６３Ａは、第１の端１８６３Ｃ１に当接し、遠位端面１８６６の円周縁部に向かって延びる。壁１７６３Ｂは、第２の端１８６３Ｃ２に当接し、遠位端面１８６６の周縁部に向かって延びる。壁１８６３Ａ及び壁１８６３Ｂは、同じ高さを有する。壁１８６３Ａの高さ及び壁１８６３Ｂの高さは、中間ディスク６５３の遠位端面１８６３から壁１８６３Ａの並びに壁１８６３Ｂの高さの最遠位端面又は最遠位縁まで遠位に延びる。壁１８６３Ａ及び１８６３Ｂの高さは、Ｃ形状構造１８６３Ｃの高さよりも小さい。
図１８Ａ及び１８Ｂに例示するように、駆動ドッグレセプタクル１８５２Ａ，１８５２Ｂを二分する軸、即ち、ｘ軸１８７１は、駆動ドッグ１８６２Ａ，１８６２Ｂを二分する軸に対して垂直である。全てのディスクがディスク積重ね１４００におけるように噛み合わされるとき、中間ディスク６５３及び被駆動ディスク９６４のための許容される回転の軸は、中間ディスク６５３及び駆動出力ディスク５４５のための許容される回転の軸に対して９０度である。別の言い方をするならば、中間ディスク６５３の駆動ドッグレセプタクル１８５２Ａ，１８５２Ｂの各々は、駆動ドッグレセプタクル１８５２Ａ，１８５２Ｂの各々が第１の平面によって二分されるよう位置付けられる。中間ディスク６５３の駆動ドッグ１８６２Ａ，１８６２Ｂの各々は、駆動ドッグ１８６２Ａ，１８６２Ｂの各々が第２の平面によって二分されるよう位置付けられる。第１の平面は、第２の平面に対して垂直である。
中間ディスク６５３と駆動出力ディスク５４５との間の界面（インターフェース）の連結は、第１の関節を形成するのに対し、中間ディスク６５３と被駆動ディスク９６４との間の界面（インターフェース）は、第２の関節を形成する。一緒に、これらの２つの作動関節は、システムが回転して動き／トルクを伝達するときに、角度不整列（角度ずれ）に順応する。２つの関節は、一組のＵ関節（自在関節）のように作用する。
図１９Ａは、被駆動ディスク９６４の近位端にある被駆動インターフェース９８０の例示である。被駆動インターフェース９８０は、係合レセプタクル１９６３Ｃと、駆動ドッグレセプタクル１９５２Ａ，１９５２Ｂと、回転不能化要素１９８０とを含む。以下により完全に説明するように、回転不能化要素１９８０は、回転係止機構１９８１を含む。
駆動ドッグレセプタクル１９５２Ａ，１９５２Ｂは、被駆動ディスク９６４の長手軸（図示せず）及びｘ軸１９７１とを含む平面に対して鏡面対称性を有する。被駆動ディスク９６４の長手軸は、軸１９７０及び軸１９７１の交点に対して垂直である。駆動ドッグレセプタクル１９５２Ａ，１９５２Ｂの各々は、被駆動ディスク９６４の長手軸及びｙ軸１９７０とを含む平面に対して鏡面対称性を有する。この平面は駆動ドッグレセプタクルを二分する。各駆動ドッグレセプタクルは、被駆動ディスク９６４の長手軸から同じ距離Ｒｒｃｐｔ２にある内縁面を有する。駆動ドッグレセプタクル１９５２Ａは、駆動ドッグレセプタクル１９５２Ｂと同じであるので、駆動ドッグレセプタクル１９５２Ｂの特徴のみを更に考察する。駆動ドッグレセプタクル１９５２Ｂの記述は、駆動ドッグレセプタクル１９５２Ａに直接的に適用可能であり、よって、その記述を駆動ドッグレセプタクル１９５２Ａについて繰り返さない。
駆動ドッグレセプタクル１９５２Ｂを４つの側部で境界付け得る。第２及び第４の側部は、第１の側部に対して垂直な壁である。第３の側部は、第２及び第４の側部に対して垂直な壁である。しかしながら、この特徴において、４つの側部のうちの第１のものが欠けており、よって、それを開放第１の側部と呼ぶ。開放側壁の使用は例示的であるに過ぎず、限定的であることを意図しない。幾つかの特徴において、第１の側壁は、中実な側壁であり得る。
よって、この特徴において、駆動ドッグレセプタクル１９５２Ｂは、各々が被駆動ディスク９６４の外側近位縁面１９５６から駆動ドッグレセプタクル１９５２Ｂの底面１９５７まで延びる３つの壁によって境界付けられる。開放側部の反対側にある第３の壁は、外側近位縁面１９５６から底面１９５７まで延びる直線壁１９５２ｓ３である。２つの対向する壁、即ち、第２の壁及び第４の壁は、２つの部分、即ち、直線壁部分１８５２ｓ２，１９５２ｓ４と、傾斜付き壁部分１９５２ｗ２，１９５２ｗ４とを有する。
よって、駆動ドッグレセプタクル１９５２Ｂは、第１の部分１９５２Ｂ１と第２の部分１９５２Ｂ２とに分割される。第１の部分１９５２Ｂ１は、外側近位縁面１９５６から第２の部分１９５２Ｂ２まで被駆動ディスク９６４内に延びる。第２の部分１９５２Ｂ２は、第１の部分１９５２Ｂ１から駆動ドッグレセプタクル１９５２Ｂの底面１９５７まで被駆動ディスク９６４内に更に延びる。駆動ドッグレセプタクル１９５２Ｂの他の特徴は、駆動ドッグレセプタクル１８５２Ａについて上述した特徴と同じであり、よって、その記載は駆動ドッグレセプタクル１８５３Ｂに適用可能であり、よって、ここでは繰り返さない。
係合レセプタクル１９６３は、この特徴において、被駆動ディスク９６４の近位端に形成される開放三次元溝を含む。開放三次元溝は、外側近位縁面１９５６から被駆動ディスク９６４内に遠位に延びる。ここにおいて、開放三次元溝(open three-dimensional groove)とは、閉塞した内周及び外周を有さない三次元溝を意味する。図１９Ａの実施例において、開放三次元溝は、幅及び深さを有する、概ね三次元の文字Ｃ形状の溝１９６３Ｃである。
三次元の文字Ｃ形状の溝１９６３Ｃは、第１の端１９６３Ｃ１と、第２の端１９６３Ｃ２とを有する。第１の端１９６３Ｃ１及び第２の端１９６３Ｃ２は、それぞれ、第１の間隙１９６３Ａ及び第２の間隙１９６３Ｂによって回転不能化要素１９８０から分離される。
この特徴において、回転不能化要素１９８０は、一端に回転係止機構１９８１を備える屈曲部１９８０Ｆを含む。この特徴において、屈曲部１９８０Ｆは、被駆動ディスク９６４の近位端の中央領域から被駆動ディスク９６４の側壁に向かって径方向に外向きに延びる。中央領域はＣ形状溝１９６３によって境界付けられる。回転係止機構１９８１は、屈曲部１９８０Ｆの端から遠位方向に延びる。回転係止機構１９８１は、ディスク９６４の側壁の部分を形成する。この特徴において、回転係止機構１９８１の最遠位端は、タング(tang)である。
図１９Ｂは、被駆動インターフェースアセンブリ９６１の本体１９８５の一部の例示である。本体１９８５は、被駆動ディスクレセプタクル１９８６を含む。複数のギア歯１９８７が、被駆動ディスクレセプタクル１９８６の底面から近位方向に延びる。本体１９８５は、複数の被駆動ディスク９６４Ｐのうちの各被駆動ディスク９６４について、被駆動ディスクレセプタクル１９８６を含む。
伝動ユニット９６５のシャフト１４６６は、被駆動ディスクレセプタクル１９８６内に延びる近位端を有する。被駆動ディスク９６４が被駆動ディスクレセプタクル１９８６内に位置付けられ且つ被駆動ディスクレセプタクル１９８６内で回転し得るよう、被駆動ディスク９６４はシャフト１４６６の近位端に取り付けられる。
外科器具２６０が減菌アダプタアセンブリ２５０内に先ず取り付けられるとき、被駆動インターフェースアセンブリ９６１内の被駆動ディスク９６４は、減菌アダプタアセンブリ２５０内の中間ディスク６５３を、可動本体６５１Ｃに対して近位に押すので、中間ディスク９６３は、自由に回転し得る、例えば、中間ディスク６５３上のタブ１７６７は、中間ディスク６５３が回転するときに、タブ１７６７がもはやハードストップ１７６１と接触しないよう、近位に動かされる。典型的には、外科器具２６０が減菌アダプタアセンブリ２５０内に先ず取り付けられるとき、減菌アダプタアセンブリ２５０内の中間ディスク６５３の駆動インターフェース７５６は、被駆動ディスク９６４のインターフェース９８０と位置合わせされない。よって、中間ディスク６５３及び被駆動ディスク９６４は噛み合わない。図２０Ａは、中間ディスク６５３及び被駆動ディスク９６４が部分的に接触するときの、即ち、部分的に連結されるときの、切欠図を例示している。
中間ディスク６５３及び被駆動ディスク９６４が接触させられ、そして、部分的に連結させられるとき、Ｃ形状構造１８６３Ｃは、Ｃ形状溝１９６３Ｃ内に部分的に挿入される。しかしながら、壁１８６３Ａは、間隙１９６３Ａと位置合わせされず、壁１８６３Ｂは、間隙１９６３Ｂと位置合わせされない。よって、Ｃ形状構造１８６３は、壁１８６３Ａ，１８６３Ｂが被駆動ディスク９６４の近位外縁面１９５６と接触するまで、Ｃ形状溝１９６３Ｃ内に入るに過ぎない。
Ｃ形状の構造１８６３の一部が、屈曲部１９８０Ｆの上に位置し、屈曲部１９８０Ｆを遠位方向に曲がらせる(deflect)。屈曲部１９８０Ｆの曲がり(deflection)は、回転係止機構１９８１を遠位に動かすので、タング１９８１Ｔは、被駆動ディスクレセプタクル１９８６の底面にある歯１９８７と係合する。歯１９８７とのタング１９８１Ｔの係合は、被駆動ディスク９６４が回転するのを防止する。
よって、被駆動ディスク９６４は静止状態に保持され、中間ディスク６５３は回転させられると、壁１８６３Ａ及び１８６３Ｂは、それぞれ、間隙１９６３Ａ及び間隙１９６３Ｂと位置合わせされるようになり、予荷重力は、Ｃ形状構造１８６３ＣをＣ形状溝１９６３Ｃ内に完全に挿入させ、壁１８６３Ａ及び１９６３Ｂを間隙１９６３Ａ及び間隙１９６３Ｂ内にそれぞれ挿入させる。また、駆動ドッグの各々は、対応する駆動ドッグレセプタクル内に挿入される。Ｃ形状構造１８６３Ｃは、屈曲部１９８０Ｔをもはや押さないので、屈曲部１９８０Ｔは非たわみ状態（図２０Ｂ）に戻る。これはタング１９８１Ｔを歯１９８７から分離させ、よって、被駆動ディスク９６４は回転し得る。故に、被駆動ディスク９６４は中間ディスク６５３と連結されるので、トルクがシャフト１４６６に伝達される。
屈曲部１９８０Ｆは例示的であるに過ぎず、限定的であることを意図しない。例えば、中間ディスク６５３及び被駆動ディスク９６４が連結されるまで、Ｃ形状構造１８６３がピンを押し下げるよう、ばね荷重ピンを被駆動ディスク９６４内に含め得る。押し下げられるピンは、一端にタングを含む被駆動ディスク９６４の遠位端にある屈曲部を押し得る。タングは、屈曲部への力が取り除かれるまで、歯１９８７と係合する。代替的に、ばね荷重ピンは歯１９８７と係合して、回転を防止し得る。
外科器具２６０が減菌アダプタアセンブリ２５０に取り付けられ、中間ディスクが被駆動ディスクと連結された後に、駆動ユニットアセンブリ５４１から外科器具２６０内の伝動ユニットに動き／トルクを伝達し得る。しかしながら、上述のように、ばね１６０１の圧縮によって供給される第１の予荷重力の下で、ディスク積重ね１４００内に幾らかのバックラッシュがある。
第１の予荷重力の下で、中間ディスク６５３と被駆動ディスク９６４との間の連結及び駆動出力ディスク５４５と中間ディスク６５３との間の連結は、２つのディスクを位置合わせされるのに必要なトルクレベルについて、既知の非ゼロバックラッシュを有する。しかしながら、より低いトルクレベルについて、駆動出力ディスク５４５と中間ディスク６５３との間の部分的な連結は、ゼロバックラッシュを有する。外科処置において用いられるトルクレベルについて、中間ディスク６５３と被駆動ディスク９６４との間の連結及び駆動出力ディスク５４５と中間ディスク６５３との間の連結のバックラッシュをゼロまで減少させるために、予荷重力は、予荷重アセンブリ７８０を用いて、第１の予荷重力から第２の予荷重力に変更される。
図２１は、挿入アセンブリ３３１の１つの特徴のより詳細な例示である。挿入アセンブリ３３１は、フレーム２１０と、中間キャリッジ２１２０と、遠位キャリッジ２１３０とを含む。中間キャリッジ２１２０は、フレーム２１１０内のボールねじ２１１１の上に乗る。１つの特徴において、ボールねじ２１１１は６ｍｍのピッチを有し、よって、バック駆動可能である(back-drivable)。中間キャリッジ２１２０は、遠位キャリッジ２１３０を駆動させる金属ベルト２１２１を含む。遠位キャリッジ２１３０は、器具マニピュレータアセンブリ２４０の器具マニピュレータアセンブリハウジング７４１に取り付けられる。１つの特徴において、遠位キャリッジ２１３０は、中間キャリッジ２１２０の二倍まで動く。
図２２Ａ及び２２Ｂは、予荷重アセンブリ７８０をより詳細に例示している。図２２Ａ及び２２Ｂにおいて、外科器具２６０は、減菌アダプタアセンブリ２５０内に取り付けられている。しかしながら、例示の容易さのために、外科器具２６０を図２２Ａ及び２２Ｂに示していない。外科器具の遠位端は、例えば、進入ガイド２７０内の通路への入口に位置付けられる。
初めに、図２２Ａに示すように、予荷重アセンブリ７８０内のカムフォロワアセンブリ２２８３（カム従動節アセンブリ）が、中間キャリッジ２１２０上の予荷重トラック２２２５にある谷に位置付けられる、例えば、予荷重トラック２２２５上の第１の場所に位置付けられる。予荷重トラック２２２５は中間キャリッジ２１２０に取り付けられる。谷は予荷重トラック２２２５の近位端に配置される。カムフォロワアセンブリ２２８３は、予荷重アセンブリ７８０内のアーム２２８２の一端に回転可能に取り付けられる。アーム２２８２の第２の端が、モータパックブラケット２２８１に接続される。モータパックブラケット２２８１は、モータパック１５４１に付けられる。よって、アーム２２８２は、モータパック１５４１に連結される。図２２Ａ及び２２Ｂでは、器具マニピュレータアセンブリハウジング７４１内の構成及び要素が見えるよう、器具マニピュレータアセンブリハウジング７４１は透明である。上記のように、器具マニピュレータアセンブリハウジング７４１は、遠位キャリッジ２１３０に付けられる。
第１の場所で、各駆動出力アセンブリ５４３内の軽い予荷重ばね１６０１が圧縮され、第１の予荷重力がディスク積重ね１４００内の各ディスクに適用される。外科装置アセンブリ３００が挿入アセンブリ３３１によって第１の場所（図２２Ａ）から第２の場所（図２２Ｂ）に距離Ｚｌｏａｄだけ遠位に移動させられると、器具マニピュレータアセンブリハウジング７４１は、距離Ｚｌｏａｄだけ移動させられる。
カムフォロワアセンブリ２２８３が回転可能に取り付けられる旋回ピン２２８４が、器具マニピュレータアセンブリ２４０の器具マニピュレータアセンブリハウジング７４１に連結される。よって、挿入アセンブリ３３１が器具マニピュレータアセンブリハウジング７４１を距離Ｚｌｏａｄだけ遠位に移動させると、旋回ピン２２８４は、カムフォロワアセンブリ２２８３を同じ距離Ｚｌｏａｄだけ移動させる。１つの特徴において、距離Ｚｌｏａｄは、３．８５インチ（９．７７９センチメートル）である。
ホイール２２８３Ｗがカムフォロワアセンブリ２２８３の第１の端に回転可能に取り付けられ、ホイール２２８３Ｗは予荷重トラック２２２５の上に乗る。よって、カムフォロワアセンブリ２２８３が遠位に移動すると、ホイール２２８３Ｗは予荷重トラック２２２５の輪郭に従う。しかしながら、予荷重トラック２２２５と旋回地点２２８４との間の距離は、カムフォロワアセンブリ２２８３が遠位に移動するに応じて減少する。結果的に、カムフォロワアセンブリ２２８３が予荷重トラック２２２５内のランプ２２２５Ｒに乗り上がると、カムフォロワアセンブリ２２８３は、図２２Ａに示す第１の位置から図２２Ｂに示す第２の位置に回転し、モータパック１５４１を器具マニピュレータアセンブリハウジング７４１が走行した距離よりも大きい距離だけ移動させる。よって、カムフォロワアセンブリ２２８３の回転は、モータパック１５４１を器具マニピュレータアセンブリハウジング７４１に対して遠位に所定の距離だけ変位させる。
カムフォロワアセンブリ２２８３に作用する力を理解するために、図２２Ｃ中の自由体力図を考察する。図２２Ｃは、カムフォロワアセンブリ２２８３の一部と、予荷重トラック２２２５の一部とを例示している。カムフォロワアセンブリ２２８３がホイール２２８３Ｗを予荷重トラック２２２５のランプ２２２Ｒの上方に動かすと、予荷重トラック２２２５は、予荷重トラック２２２５にホイール力Ｆ＿ｗｈｅｅｌを加える。ホイール力Ｆ＿ｗｈｅｅｌは、予荷重トラック２２２５に対して垂直である。ホイール力Ｆ＿ｗｈｅｅｌは、２つの垂直方向の力−引込力Ｆ＿ｒｅｔｒａｃｔ及び長手方向力Ｆ＿ｌｏｎｇから成る。引込力Ｆ＿ｒｅｔｒａｃｔは、外科装置アセンブリ３００を遠位に移動させるために、使用者が遠位方向に適用する、力である。代替的に、使用者が全力を加える必要がないよう、モータによってこの力の一部又は全部を適用し得る。
カムフォロワアセンブリ２２８３が第１の場所から第２の場所に移動すると、長手方向力Ｆ＿ｌｏｎｇに比例する力がカムフォロワアセンブリ２２８３によってアーム２２８２に伝達される。長手方向力Ｆ＿ｌｏｎｇに比例する力は、アーム２２８２及びモータパックブラケット２２８１を通じてモータパック１５４１に適用される。
よって、カムフォロワアセンブリ２２８３がトラック２２２５に沿って走行すると、２つの行為がカムフォロワアセンブリ２２８３によって行われる。カムフォロワアセンブリ２２８３がランプ２２２５Ｒの上方に移動し且つ回転すると、カムフォロワアセンブリ２２８３の回転は、モータパックを距離Ｚｌｏａｄよりも大きい距離だけ遠位に押し、例えば、モータパック１５４１は、距離（Ｚｌｏａｄ＋Δ）だけ動く。加えて、カムフォロワアセンブリ２２８３がランプ２２８３Ｗの上方に移動すると、カムフォロワアセンブリ２２８３は、長手方向力Ｆ＿ｌｏｎｇに比例する力をモータパック１５４１に伝達し、次に、それは第１及び第２のばね１６０１，１６０２を圧縮するので、第２の予荷重力が駆動出力ディスク５４５に加えられる。第２の予荷重力は、圧縮ばね１６０１，１６０２によってもたらされる力の組み合わせである。圧縮ばね１６０２によってもたらされる力は、圧縮ばね１６０１によってもたらされる力よりも大きい。駆動出力ディスク５４５に加えられる第２の予荷重力は、ディスク積重ね１４００中の他のディスクの各々に適用される。上述のように、１つの特徴において、第２の予荷重力は、３０．０Ｌｂｆ（１３．３４４７ニュートンメートル）である。もちろん、これは外科器具が装着されるときにだけ当て嵌まる。何故ならば、さもなければ、ばねは圧縮されないからである。
図２２Ｄ及び２２Ｅは、モータパック１５４１が、距離Ｚｌｏａｄだけ移動した器具マニピュレータアセンブリハウジング７４１の頂部に対して追加的な距離Δだけ移動したことを示している。１つの特徴において、距離Δは、０．２１２インチ（０．５３８４８センチメートル）である。この特徴において、図２２Ｄ及び２２Ｅは、カムフォロワアセンブリ２２８３が回転するときにアーム２２８２の近位端が動く距離が、距離Δである、ことを示している。これは例示的であるに過ぎず、限定的であることを意図しない。
他の実施において、カムフォロワアセンブリ２２８３は、ホイール２２８３Ｗが高さΔを有するランプ２２２５Ｒを走行するときに、アーム２２８２が、そして、結果的に、モータパック１５４１が、距離Δよりも大きい距離を移動させられるよう、異なる長さのモーメントアーム２２８３Ｍ１及び２２８３Ｍ２（図２３を参照）を有し得るし、或いは、代替的に、ホイール２２８３Ｗが高さΔを有するときに、アーム２２８２が、そして、結果的に、モータパック１５４１が、距離Δよりも小さい距離を移動させられるよう、異なる長さのモーメントアーム２２８３Ｍ１及び２２８３Ｍ２（図２３を参照）を有し得る。最後に、図２２Ｄは、ランプ２２２５Ｒが高さΔを有すること、例えば、ホイール２２８３が第１の位置から第２の位置に移動するときに、ホイール２２８３Ｗが予荷重トラック２２２５に対して垂直な方向において距離Δだけ変位させられることを例示している。
図２２Ｆは、予荷重トラック２２２５の１つの特徴を例示している。予荷重トラック２２２５についての寸法の１つの実施例が表２に与えられている。
Figure 2016530003
予荷重トラック２２２５は、第１の予荷重力から第２の予荷重力に予荷重力を滑らかに傾斜するように構成される。図２２Ｇは、予荷重アセンブリ７８０が予荷重トラック２２２５上で第１の場所から第２の場所に遠位に動くときの引込力のグラフである。曲線２２８０は各挿入距離で引込力を与える。引込力は近位方向において器具マニピュレータアセンブリハウジング７４１に作用する。
この実施例において、第１の位置は０．０インチ（０．０センチメートル）の挿入距離であり、第２の位置は３．８５インチ（９．７７９センチメートル）の挿入距離である。引込力は略線形に０．０〜約０．６インチ（０．０〜１．５２４センチメートル）まで増大し、次に、減少した傾斜で約０．６〜２．２インチ（約１．５２４〜５．５８８センチメートル）まで線形に増大し続ける。力は約２．２〜２．６インチ（約５．５８８〜６．６０４センチメートル）に増大してピークになり、次に、先細り、約３．８５インチ（約９．７７９センチメートル）でゼロの力になる。３．８５インチ（約９．７７９センチメートル）の挿入距離で、２．３Ｌｂｆ（１０．２３０９ニュートンメートル）の第２の予荷重力に達する。３．８５インチ（９．７７９センチメートル）の挿入距離で、第２の予荷重ばねは、この設計におけるその最大値まで圧縮され、よって、遠位運動に対する追加的な抵抗をもたらさない。この実施例において、器具先端は、４．８インチ（１２．１９２センチメートル）以上の挿入深さでカニューレから突出する。よって、積重ね１４００は完全に予荷重され、バックラッシュは器具先端がカニューレから出る前に効果的にゼロに減少させられる。
トラックは曲線２２８０を用いて機械加工され、それは挿入プロファイルに対するこの引込力をもたらす。機械加工は、予荷重力を曲線２２８０に従って滑らかに傾斜させる予荷重トラックプロファイルを創り出す。曲線２２８０は例示的であるに過ぎず、限定的であることを意図しない。当該技術分野に精通している者は、この開示に鑑みて、特定の予荷重ばねアセンブリ並びに特定のカニューレ及び外科器具のための挿入距離に対する引込力を創り出し得る。
図２３は、予荷重アセンブリ７８０のより詳細な例示である。アーム２２８２は、カムフォロワアセンブリ２２８３のＬ形状本体２２８３Ｂの第１の端２２８３Ａに回転可能に接続された第１の端２８８２Ａを有する。アーム２２８２の第２の端２２８２Ｂが、モータパックブラケット２２８１に接続される。モータパックブラケット２２８１は、モータパック１５４１に付けられる。
この特徴において、第１のモーメントアーム２２８３Ｍ１は、旋回ピン２２８４で第２のモーメントアーム２２８３Ｍ２に対して垂直であり、同じ長さを有する。よって、この特徴では、長手方向力Ｆ＿ｌｏｎｇがモータパック１５４１に適用される。しかしながら、他の特徴では、２つのモーメントアームは、垂直でないことがある。モーメントアームが垂直でないならば、或いはモーメントアームが異なる長さを有するならば、モータパック１５４１に適用される力は、長手方向力Ｆ＿ｌｏｎｇに比例する。各特徴において、本体２２８３の形状は、２つのモーメントアームに収容するように並びに回転させ且つ長手方向力をモータパックに伝達するのに必要な強度をもたらすように、選択される。
Ｌ形状本体２２８３Ｂの第２の端２２８３Ｂは、ホイール２２８３Ｗに回転可能に接続される。ホイール２２８３Ｗは、予荷重トラック２２２５の上に乗る。Ｌ形状本体２２８３Ｂの頂点は、旋回ピン２２８４に回転可能に接続される。旋回ピン２２８４は、器具マニピュレータアセンブリ２４０の器具マニピュレータアセンブリハウジング７４１に固定的に取り付けられる。予荷重アセンブリ７４０の第１のモーメントアーム２２８３Ｍ１は、ホイール２２８３Ｗの回転の中心からＬ形状本体２２８３Ｂの頂点の回転の中心まで延びる。予荷重アセンブリ７４０の第２のモーメントアーム２２８３Ｍ２は、アーム２２８２の第１の端２２８２Ａの回転の中心からＬ形状本体２２８３Ｂの頂点の回転の中心まで延びる。旋回ピン２２８４とトラック２２２５との間の距離は固定されるので、ホイール２２８３Ａがランプの上方に遠位に移動すると、カムフォロワアセンブリ２２８３は図２２Ｂに示すように回転し、よって、モータパック１５４１は器具マニピュレータアセンブリハウジング７４１に対して変位させられ、結果的に、長手方向力Ｆ＿ｌｏｎｇがモータパック１５４１内のばねアセンブリに適用される。
図２３において、予荷重アセンブリ７８０は、予荷重解放機構も含む。予荷重解放機構は、予荷重解放ボタン２３８２と、予荷重解放レバー２３８５と、予荷重係合アーム２３８６と、戻りばね（図示しないが、図４Ａ乃至４Ｈを参照）とを含む。予荷重解放ボタン２３８２は、予荷重解放ボタン４８２の一例である。また、図２３に示されていないのは、ピン２３８８と同心である、ねじりばねであり、それは時計回りのトルクを予荷重解放レバー２３８５に加える（図２３に対して時計回り）。これは、開放ボタン２３８２を押さない限り、予荷重解放レバー２３８５及び予荷重解放ボタン２３８２を非解放位置（図示）に維持するために必要である。
予荷重係合アーム２３８６の第１の端、即ち、近位端が、旋回ピン２２８４に回転可能に連結される。回転ピン２３８６Ｐが、予荷重係合アーム２３８６の第２の端、即ち、遠位端に取り付けられる。係合アーム２３８６の第２の端にある回転ピン２３８６Ｐに対して近位にあるのは、予荷重係合面２３８６Ｓである。この特徴において、予荷重係合面２３８６Ｓは、予荷重トラック２２２５の平坦部分に対して垂直である。予荷重係合アーム２３８６は、線形レールに連結される。
予荷重解放レバー２３８５の第１の端、即ち、近位端にあるフックが、係合アーム２３８５の第２の端にある回転ピン２３８６Ｐと係合させられる。予荷重解放ボタン２３８２は、予荷重解放レバー２３８５の第２の端、即ち、遠位端に連結される、例えば、それと接触する。予荷重解放レバー２３８５の第１の端と第２の端との間には、予荷重解放レバーは、予荷重解放レバー２３８５のための支点として機能する他の旋回ピン２３８８に回転可能に取り付けられる。
この実施例において、予荷重解放レバー２３８５はクラス１レバーである。何故ならば、支点は作用力（予荷重解放ボタン２３８２によって供給される力）と荷重（フックと回転ピン２３８６Ｐとの間の連結）との間の支点だからである。この実施例において、予荷重解放レバー２３８５はクラス１レバーとして実施されるが、これは例示的であるに過ぎず、限定的であることを意図しない。他の特徴では、クラス２レバー又はクラス３レバーを用い得る。クラス２レバーについて、荷重は支点と作用力との間にあり、クラス３レバーについて、作用力は支点と荷重との間にある。
挿入アセンブリ３３１が動けなくなる(jam)ならば、外科器具２６０を取り外し得るよう、高い予荷重力が解放されなければならない。外科器具２６０を取り外すために、使用者は予荷重解放ボタン２３８２を押す（図２４Ａ）。使用者によって提供される力に応答して、予荷重解放ボタン２３８２は予荷重解放レバー２３８５の第２の端に力を適用する。予荷重解放レバー２３８５の第２の端への力は、予荷重解放レバー２３８５を旋回ピン２３８８について旋回させ、予荷重解放レバー２３８５の第２の端にあるフックを、予荷重係合アーム２３８６の第２の端に取り付けられる回転ピン２３８６Ｐから分離させる。
戻りばねが器具マニピュレータアセンブリハウジング７４１とモータパック１５４１との間に取り付けられ、高い予荷重力が適用されるときに伸張させられることを思い出されたい。結果的に、予荷重解放レバー２３８５が予荷重係合アーム２３８６から分離されるとき、戻りばねはモータパック１５４１を完全に引っ込められた位置まで後退させる。
完全に引っ込められた位置で、予荷重力はなく、駆動出力ディスク５４５は中間ディスク６５３から分離される。加えて、器具減菌アダプタアセンブリ２５０及び外科器具２６０の両方を取り外し得るよう、解放ラッチ抑止ストップ及び複数のハードストップ２４３７が引っ込められる。外科器具２６０の遠位端が直線でないならば、人が外科器具を引っ込めるとき、カニューレは外科器具２６０の遠位端を真っ直ぐにさせる。何故ならば、予荷重力のない並びに係合させられた駆動出力ディスク５４５のないディスク積重ねは、バック駆動可能だからである。
図２４Ｂは、予荷重アセンブリ７８０内の自動予荷重リセット機構の１つの実施の例示である。減菌アダプタアセンブリ２５０が器具マニピュレータアセンブリ２４０に取り付けられるとき、器具マニピュレータアセンブリ２４０は、減菌アダプタアセンブリ２５０の存在を示す信号をコントローラ２９０に送信する。その信号に応答して、コントローラ２９０はモータを作動させ、モータは器具マニピュレータアセンブリ２４０を近位に動かす。
器具マニピュレータアセンブリハウジング７４１は、予荷重トラック２２２５上の予荷重係合隆起部２３２６の二倍の速さで近位に動く。これは遠位キャリッジ２１３０が中間キャリッジ２１２０の二倍まで動くからである。この特徴において、予荷重係合隆起部２３２６は、予荷重トラック２２２５の遠位部分から延びる。
よって、器具マニピュレータアセンブリハウジング７４１が近位に動くと、予荷重係合隆起部２３２６は予荷重係合アーム２３８６及び器具マニピュレータアセンブリハウジング７４１の半分の速度で近位に動く。よって、器具マニピュレータアセンブリハウジング７４１が近位に動くと、予荷重係合アーム２３８６の表面２３８６Ｓは、予荷重トラック２２２５上の予荷重係合隆起部２３２６と係合する。器具マニピュレータアセンブリハウジング７４１が近位に動き続けると、予荷重係合隆起部２３２６は、予荷重係合アーム２３８６の表面２３８６Ｓに遠位方向における長手方向力を加える。上述のように、これはカムフォロワアセンブリ２２８３にモータパック１５４１への長手方向力を適用させる。モータパック１５４１が長手方向力によって場所Ｐｒｅｌｏａｄ＿１を越えて近位方向に移動させられると、予荷重解放レバー２３８５にあるフック（図２４Ｂでは見えない）は回転ピン２３８６Ｐと係合する。回転ピン２３８６Ｐ上の予荷重解放レバー２３８５にあるフックの係合後に、器具マニピュレータアセンブリハウジング７４１は、モータパック１５４１が場所Ｐｒｅｌｏａｄ＿１にあるよう、遠位に動かされる。この特徴において、予荷重力の適用は、減菌アダプタアセンブリ２５０の取付け後に自動的であり、よって、減菌アダプタアセンブリ２５０の取付け後、予荷重力は駆動出力ディスク５４５上で維持される。
図２３、２４Ａ、及び２４Ｂでは、解放機構を理解するのに必要な要素だけが例示されていることに留意されたい。図２３、２４Ａ、及び２４Ｂに関連付けられる実際の構成は、図２２Ａに関して示し且つ記載した要素の全てを含む。
図２５は、外科器具取外しロックアウト装置を例示する外科装置アセンブリ３００の一部の切欠図である。外科器具取外しロックアウト装置は、ディスク積重ね１４００に予荷重力を適用する予荷重機構と、複数のハードストップ２４３７と、複数のハードストップレセプタクル１７５７とを含む。複数のハードストップ２４３７は、複数のハードストップ４３７の一例である。
複数のハードストップ２４３７の各々は、モータパック１５４１の遠位面から遠位方向に延びる。図１７Ａに例示するように、複数のハードストップレセプタクルの各々は、減菌アダプタアセンブリ２５０の可動本体６５１Ｃの近位面から遠位方向において可動本体６５１Ｃ内に延びる。
減菌アダプタ２５０が外科器具マニピュレータアセンブリ２４０に取り付けられ、予荷重力が上述のように自動的に係合されるとき、可動本体６５１Ｃは減菌アダプタアセンブリ２５０の減菌アダプタフレーム６５１内の最遠位位置にある。この位置において、複数のハードストップ３４３７は複数のレセプタクル１７５７内になく、可動本体６５１Ｃは減菌アダプタフレーム６５１内で自由に動く。
故に、上述のように外科器具２６０を減菌アダプタアセンブリ２５０内に取り付け得る。しかしながら、第２の予荷重力が出力駆動アセンブリ５４３に適用され、ばねアセンブリが完全に圧縮されるとき、複数のハードストップ２４３７は複数のレセプタクル１７５７内に延び、複数のハードストップ２４３７は可動本体６５１Ｃが近位方向に移動するのを防止する。外科器具２６０の取外しは可動本体６５１Ｃを近位方向に移動させる。故に、第２の予荷重力がモータパック１５４１に適用されるならば、複数のハードストップ２４３７は可動本体６５１Ｃが近位方向に移動するのを防止し、結果的に、外科器具２６０の取外しが抑止される。
複数のハードストップレセプタクル２４３７の使用は例示的であるに過ぎず、限定的であることを意図しない。他の特徴において、複数のハードストップレセプタクル１７５７は用いられない。代わりに、複数のハードストップ２４３７は可動本体６５１Ｃの近位面と接触し、近位方向における可動本体６５１Ｃの移動を防止する。
故に、外科器具マニピュレータアセンブリ２４０は、ハウジング７４１と呼ぶことがある器具マニピュレータアセンブリハウジング７４１と、モータパック１５４１とを含む。モータパック１５４１はハウジング７４１に可動に連結される。複数のハードストップ２４３７がモータパック１５４１の遠位端に取り付けられる。複数のハードストップ２４３７を外科器具マニピュレータアセンブリ２４０のハウジング７４１に対する少なくとも第１の位置及び第２の位置に位置付け得る。複数のハードストップ２４３７が第１の位置にあるとき、外科器具２６０を器具マニピュレータアセンブリ２４０に連結し且つそこから切り離し得る。複数のハードストップ２４３７が第２の位置にあるとき、外科器具２６０を器具マニピュレータアセンブリ２４０から切り離し得ない。
図２６Ａは、減菌アダプタ解放ラッチ２６３５のより詳細な切欠図である。減菌アダプタ解放ラッチ２６３５は、解放ラッチ４３５の１つの特徴の一例である。減菌アダプタフレーム６５１の一端にあるリップ６５４が、減菌アダプタ解放ラッチ２６３５の遠位端から延びるリップ２６３５Ｌによって係合される。減菌アダプタ解放ラッチ２６３５は、器具マニピュレータアセンブリハウジング７４１の壁に取り付けられる。減菌アダプタ解放ラッチ２６３５が旋回して減菌アダプタ２５０の減菌アダプタフレーム６５１と係合し且つそこから分離し得る。１つの特徴において、フレームへの減菌アダプタ解放ラッチ２６３５の旋回的な接続は、ラッチ２６３５の定常位置が係合位置にあるように、ばね荷重される。ラッチピン２６３５Ｐが減菌アダプタ解放ラッチ２６３５の近位部分に連結される。モータパック１５４１が場所Ｈｏｍｅで完全に引っ込められるとき、例えば、予荷重がモータパック１５４１に加えられないとき、ラッチピン２６３５Ｐは、減菌アダプタ解放ラッチ２６３５が旋回して減菌アダプタフレーム６５１と係合し且つそこから分離するのを阻止しない。
減菌アダプタ２５０が器具マニピュレータアセンブリ２４０に取り付けられるとき、上述のような、自動予荷重リセット機構は、モータパック１５４１が予荷重係合機構によって場所Ｐｒｅｌｏａｄ＿１に動かされるときに、予荷重力、例えば、軽い予荷重力をモータパック１５４１に加える。モータパック１５４１が場所Ｐｒｅｌｏａｄ＿１に動かされるときには、モータパック１５４１に取り付けられる解放ラッチ抑止ストップ２６３８も遠位に動かされる。
モータパック１５４１が場所Ｐｒｅｌｏａｄ＿１にあるとき、減菌アダプタ解放ラッチ２６３５の近位端が押されるならば、ラッチピン２６３５Ｐは解放ラッチ抑止ストップ２６３７と接触し、それは減菌アダプタ解放ラッチ２６３５が旋回して減菌アダプタフレーム６５１から分離することを防止する。よって、軽い予荷重力がモータパック１５４１に適用されるとき、減菌アダプタアセンブリ２５０の取外しは抑止される。
図２６Ａは、減菌アダプタ解放ラッチ２６３５が押し下げられながら、自動予荷重リセット機構が通電される場合の、潜在的な問題を例示している。解放ラッチ抑止ストップ２６３８が遠位に動くと、解放ラッチ抑止ストップ２６３８は、減菌アダプタ解放ラッチ２６３５が解放されないならば、ラッチピン２６３５Ｐに衝突するであろう。これは潜在的にラッチピン２６３５Ｐを損傷させ得る、例えば、ラッチピン２６３５Ｐを曲げ得るので、減菌アダプタ取外し抑止機構は正しく作用しないであろう。よって、１つの特徴において、ラッチピン２６３５Ｐ（図２６Ｂ）は、減菌アダプタ解放ラッチ２６３５の近位部分に旋回的に接続され、その接続はばね２６３４によってばね荷重される。よって、減菌アダプタ解放ラッチ２６３５が押し下げられ、自動予荷重リセット機構が通電されるならば、ラッチ抑止ストップ２６３８がラッチピン２６３５Ｐと衝突した後、ラッチピン２６３５Ｐは旋回し、よって、損傷させられない。減菌アダプタ解放ラッチ２６３５が解放されると、ばね２６３４はラッチピン２６３３Ｐをその本来の位置に戻す。
上記の実施例の一部において、「近位」又は「近位に」という用語は、システム運動の運動連鎖に沿うマニピュレータアームベースにより近い或いはシステム運動の運動連鎖に沿う運動の遠隔中心（又は手術部位）から更に離れる物体又は要素を一般的な方法において記載するために用いられる。同様に、「遠位」又は「遠位に」という用語は、システム運動の運動連鎖に沿うマニピュレータアームベースから更に離れる或いはシステム運動の運動連鎖に沿う運動の遠隔中心（又は手術部位）により近い物体又は要素を一般的な方法において記載するために用いられる。
ここにおいて用いるとき、「第１」、「第２」、「第３」、「第４」等は、異なる構成部品又は要素の間を区別するために用いられる形容詞である。よって、「第１」、「第２」、「第３」、「第４」等は、構成部品又は要素の如何なる順序をも暗示しない。
本発明の特徴及び実施態様を例示する上記の記述及び添付の図面は、限定的であると理解されてならない−請求項が保護される発明を定める。この開示及び請求項の精神及び範囲から逸脱せずに、様々な機械的、組成的、構造的、電気的、及び動作的な変更を行ってよい。ある場合には、本発明を曖昧にするのを避けるために、周知の回路、構造、及び技法を詳細に示さず或いは記載しない。
更に、記述の用語法は、本発明を限定することを意図しない。例えば、「下に」(“beneath”)、「下」(“below”)、「下方」(“lower”)、「上」(“above”)、「上方」(“upper”)、「近位」(“proximal”)、「遠位」(“distal”)、及び類似表現のような、空間的に相対的な用語を用いて、図面に例示するような他の要素又は構成に対する１つの要素又は構成の関係を記載することがある。これらの空間的に相対的な用語は、図面に示す位置（即ち、場所）及び向き（即ち回転的な配置）に加えて、使用中又は動作中の装置の異なる位置及び向きを包含することを意図する。例えば、図面中の装置がひっくり返されるならば、他の要素又は構成の「下」(“below”)又は「下に」(“beneath”)として記載した要素は、他の要素又は構成の「上」(“above”)又は「上に」(“over”)になるであろう。よって、例示的な用語「下」(“below”)は、上及び下の位置及び向きの両方を包含し得る。装置を（９０度又は他の向きに回転させて）その他に方向付けてよく、ここにおいて用いる空間的に相対的な用語は相応に解釈される。同様に、様々な軸に沿う並びにそれらの周りの動作の記述は、様々な特定の装置位置及び向きを含む。
文脈がその他のことを示されない限り、単数の形態は複数の形態も含むことを意図する。「含む」(“comprises”)、「含む」(“comprising”)、「含む」(“includes”)、及び類似表現は、述べている構成、ステップ、動作、要素、及び／又は構成部品の存在を特定するが、１つ又はそれよりも多くの他の構成、ステップ、動作、要素、構成部品、及び／又はグループ（群）の存在又は追加を排除しない。連結されるとして記載される構成部品は、電気的に又は機械的に直接的に連結されてよく、或いはそれらは１つ又はそれよりも多くの中間的な構成部品を介して間接的に連結されてよい。
全ての実施例及び例示的な参照は非限定的であり、請求項をここに記載する特定の実施及び実施態様並びにそれらの均等物に限定するために用いられて成らない。あらゆる見出しは専ら体裁のためであり、主題を如何様に限定するためにも用いられてはならない。何故ならば、１つの見出しの下での本文は、相互参照してよく、或いは１つ又はそれよりも多くの見出しの下の本文に当て嵌まることがあるからである。最後に、この開示に鑑みれば、図面に具体的に示されておらず或いは本文中に記載されていないとしても、１つの特徴又は実施態様に関連して記載した特定の構成を本発明の他の開示の特徴又は実施態様に適用してよい。

Claims (39)

  1. 予荷重トラックと、
    該予荷重トラックの上に乗るように構成される予荷重アセンブリとを含み、
    該予荷重アセンブリは、外科装置アセンブリに連結されるように構成され、
    前記予荷重アセンブリが前記予荷重トラック上の第１の場所に位置付けられるならば、前記予荷重アセンブリは、第１の力に比例する力を前記外科装置アセンブリに適用するように構成され、
    前記予荷重アセンブリが前記予荷重トラック上の第２の場所に位置付けられるならば、前記予荷重アセンブリは、第２の力に比例する力を前記外科装置アセンブリに適用するように構成され、
    前記第２の力は、前記第１の力よりも大きい、
    装置。
  2. 前記予荷重アセンブリは、
    前記予荷重トラックの上に乗るように構成されるカムフォロワアセンブリと、
    第１の端と、第２の端とを含む、アームとを更に含み、
    前記第１の端は、前記外科装置アセンブリに連結されるように構成され、前記第２の端は、前記カムフォロワアセンブリに連結するように構成され、
    前記カムフォロワアセンブリが前記予荷重トラック上の前記第１の場所に位置付けられるならば、前記アームは、前記第１の力に比例する前記力を前記カムフォロワアセンブリから前記外科装置アセンブリに伝達するように構成され、
    前記カムフォロワアセンブリが前記予荷重トラック上の前記第２の場所に位置付けられるならば、前記アームは、前記第２の力に比例する前記力を前記カムフォロワアセンブリから前記外科装置アセンブリに伝達するように構成される、
    請求項１に記載の装置。
  3. 前記カムフォロワアセンブリは、
    第１の端と、第２の端とを有し、該第２の端は、前記アームに回転可能に連結される、本体と、
    該本体の前記第１の端に回転可能に連結されるホイールとを更に含み、
    該ホイールは、前記予荷重トラックの上に乗るように構成される、
    請求項２に記載の装置。
  4. 前記予荷重トラックを含む挿入アセンブリを更に含む、
    請求項１に記載の装置。
  5. 前記外科装置アセンブリは、
    ハウジングと、
    該ハウジング内に可動に取り付けられるモータパックとを更に含む、
    請求項１に記載の装置。
  6. 前記予荷重アセンブリは、
    前記予荷重トラックの上に乗るように構成されるカムフォロワアセンブリと、
    第１の端と、第２の端とを含む、アームとを更に含み、
    前記第１の端は、前記モータパックに連結するように構成され、前記第２の端は、前記カムフォロワアセンブリに連結するように構成され、
    前記カムフォロワアセンブリが前記予荷重トラック上の前記第１の場所に位置付けられるならば、前記アームは、前記第１の力に比例する力を前記カムフォロワアセンブリから前記モータパックに伝達するように構成され、
    前記カムフォロワアセンブリが前記予荷重トラック上の前記第２の場所に位置付けられるならば、前記アームは、前記第２の力に比例する力を前記カムフォロワアセンブリから前記モータパックに伝達するように構成される、
    請求項５に記載の装置。
  7. 前記カムフォロワアセンブリは、
    前記予荷重トラックの上に乗るように構成されるホイールと、
    前記ハウジングに回転可能に連結される本体とを更に含み、
    該本体は、第１の端と、第２の端とを有し、前記本体の前記第２の端は、前記アームの前記第２の端に回転可能に連結され、前記本体の前記第１の端は、前記ホイールに回転可能に連結される、
    請求項６に記載の装置。
  8. 前記予荷重トラックを含む挿入アセンブリを更に含み、
    前記外科装置アセンブリは、
    前記挿入アセンブリに付けられるハウジングと、
    該ハウジング内に可動に取り付けられるモータパックとを更に含み、
    前記予荷重アセンブリは、
    前記予荷重トラックに乗るように構成されるカムフォロワアセンブリと、
    第１の端と、第２の端と含む、アームとを更に含み、
    前記第１の端は、前記モータパックに連結するように構成され、前記第２の端は、前記カムフォロワアセンブリに連結され、
    前記カムフォロワアセンブリが前記予荷重トラック上の前記第１の場所に位置付けられるならば、前記アームは、前記第１の力に比例する力を前記カムフォロワアセンブリから前記モータパックに伝達するように構成され、
    前記カムフォロワアセンブリが前記予荷重トラック上の前記第２の場所に位置付けられるならば、前記アームは、前記第２の力に比例する力を前記カムフォロワアセンブリから前記モータパックに伝達するように構成される、
    請求項１に記載の装置。
  9. 前記カムフォロワアセンブリは、
    前記予荷重トラックの上に乗るように構成されるホイールと、
    前記ハウジングに回転可能に連結される本体とを更に含み、
    該本体は、第１の端と、第２の端とを有し、前記本体の前記第２の端は、前記アームの前記第２の端に回転可能に連結され、前記本体の前記第１の端は、前記ホイールに回転可能に連結される、
    請求項８に記載の装置。
  10. 前記予荷重トラックを含む挿入アセンブリを更に含み、
    該挿入アセンブリは、遠位端を含み、
    前記外科装置アセンブリは、
    前記挿入アセンブリの前記遠位端に接続される外科器具マニピュレータアセンブリを更に含み、該外科器具マニピュレータアセンブリは、前記予荷重アセンブリに連結される、
    請求項１に記載の装置。
  11. 前記外科器具マニピュレータアセンブリは、前記第１の力及び前記第２の力を受けるように構成される駆動出力ディスクを更に含む、請求項１０に記載の装置。
  12. 前記外科装置アセンブリは、
    前記外科器具マニピュレータアセンブリに取り付けられる減菌アダプタを更に含み、該減菌アダプタは、前記駆動出力ディスクに連結される中間ディスクを含み、
    前記第２の力が前記駆動出力ディスクに適用され、前記駆動出力ディスクが前記中間ディスクに噛み合わされるならば、前記中間ディスクと前記駆動出力ディスクとの間の連結部は、ゼロバックラッシュを含む、
    請求項１０に記載の装置。
  13. 前記外科装置アセンブリは、ハウジングと、該ハウジング内に可動に取り付けられるモータパックと、前記ハウジングに連結されるピンとを含み、
    前記予荷重アセンブリは、
    ホイールと、本体とを含む、カムフォロワアセンブリを更に含み、前記ホイールは、前記予荷重トラックの上に乗るように構成され、前記本体は、前記ピンに回転可能に連結するように構成され、前記本体は、第１の端と、第２の端とを有し、前記本体の前記第２の端は、前記モータパックに回転可能に連結され、前記本体の前記第１の端は、前記ホイールに回転可能に連結される、
    請求項１に記載の装置。
  14. 第１の端と、第２の端とを含む、予荷重係合アームであって、該予荷重係合アームの前記第１の端は、前記ピンに回転可能に連結される、予荷重係合アームと、
    前記予荷重係合アームの前記第２の端に取り付けられる回転ピンとを更に含む、
    請求項１３に記載の装置。
  15. 第１の端と、第２の端とを含む、予荷重解放レバーと、
    該予荷重解放レバーの前記第２の端に連結される予荷重解放ボタンとを更に含み、
    前記予荷重解放レバーの前記第１の端は、前記回転ピンに連結可能であり且つ前記回転ピンから取り外し可能である、
    請求項１４に記載の装置。
  16. 前記予荷重アセンブリは、予荷重リセット機構を更に含み、該予荷重リセット機構は、前記予荷重アセンブリを前記予荷重トラック上の前記第１の場所に位置付けるように構成される、請求項１に記載の装置。
  17. 前記予荷重トラックは可動であり、
    前記予荷重トラックは、ランプと、遠位部分と、予荷重係合隆起部とを含み、前記遠位部分は、前記ランプに対して遠位にあり、前記予荷重係合隆起部は、前記遠位部分から延び、
    前記予荷重アセンブリは、
    前記予荷重トラックの上に乗るように構成され、且つ旋回ピンに回転可能に連結される、カムフォロワアセンブリと、
    第１の端と、第２の端とを含む、予荷重係合アームであって、予荷重係合アームの第１の端が、前記旋回ピンに回転可能に連結され、予荷重係合アームの第２の端が、予荷重係合面を含む、予荷重係合アームと、
    該予荷重係合アームの前記第２の端に取り付けられる回転ピンとを更に含む、
    請求項１に記載の装置。
  18. 第１の端と、第２の端とを含む、予荷重解放レバーを更に含み、該予荷重解放レバーの前記第１の端は、前記回転ピンに連結可能であり、且つ前記回転ピンから取り外し可能であり、前記予荷重トラックが移動させられるならば、前記予荷重係合隆起部は、前記予荷重係合アームの前記予荷重係合面と接触し、前記予荷重係合隆起部は、前記予荷重解放レバーの前記第１の端が前記回転ピンと係合するまで、前記予荷重係合アーム及び前記カムフォロワアセンブリを移動させる、請求項１７に記載の装置。
  19. 予荷重トラックと、
    該予荷重トラックの上に乗るように構成される予荷重アセンブリとを含み、
    該予荷重アセンブリは、外科装置アセンブリに連結するように構成され、前記予荷重アセンブリは、前記予荷重アセンブリが前記予荷重トラック上の第１の場所に位置付けられるならば、第１の力を前記外科装置アセンブリに適用するように構成され、前記予荷重アセンブリは、予荷重リセット機構を含み、該予荷重リセット機構は、前記予荷重アセンブリを前記予荷重トラック上の前記第１の場所に位置付けるように構成される、
    装置。
  20. 外科器具マニピュレータアセンブリと、
    挿入アセンブリと、
    予荷重アセンブリとを含み、
    前記外科器具マニピュレータアセンブリは、ハウジングと、モータパックとを含み、該モータパックは、前記ハウジング内に可動に取り付けられ、
    前記挿入アセンブリは、前記外科器具マニピュレータアセンブリに連結され、前記挿入アセンブリは、予荷重トラックを含み、
    前記予荷重アセンブリは、カムフォロワアセンブリと、アームと、予荷重リセットアセンブリとを含み、前記アームは、第１の端と、第２の端とを含み、前記アームの前記第１の端は、前記カムフォロワアセンブリに回転可能に接続され、前記アームの前記第２の端は、前記モータパックに連結され、前記カムフォロワアセンブリは、前記予荷重トラックの上に乗るように構成され、前記予荷重リセットアセンブリは、前記予荷重アセンブリを前記予荷重トラック上の第１の場所に位置付けるように構成され、前記第１の場所で、前記予荷重アセンブリは、前記モータパックに力を適用する、
    装置。
  21. 予荷重トラックを含む、挿入アセンブリであって、遠位端を含む、挿入アセンブリと、
    該挿入アセンブリの前記遠位端に連結される器具マニピュレータアセンブリと、
    前記器具マニピュレータアセンブリに取り付けられる外科装置インターフェースと、
    該外科装置インターフェースに取り付けられる外科器具とを含み、
    前記器具マニピュレータアセンブリは、駆動出力ディスクを含み、該駆動出力ディスクは、駆動出力インターフェースを含み、
    前記外科装置インターフェースは、中間ディスクを含み、該中間ディスクは、中間被駆動インターフェースと、中間駆動インターフェースとを含み、前記中間被駆動インターフェースは、前記駆動出力インターフェースに連結され、
    前記外科器具は、被駆動ディスクを含み、該被駆動ディスクは、被駆動インターフェースを含み、該被駆動インターフェースは、前記中間駆動インターフェースに連結され、
    第１の力が前記駆動出力ディスクと前記中間ディスクとの間の連結部に適用されるならば、前記駆動出力ディスクと前記中間ディスクとの間の前記連結部は、非ゼロパックラッシュを有し、
    第２の力が前記駆動出力ディスクと前記中間ディスクとの間の前記連結部に適用されるならば、前記駆動出力ディスクと前記中間ディスクとの間の前記連結部は、ゼロバックラッシュを有し、
    前記第２の力は、前記第１の力よりも大きい、
    装置。
  22. 前記予荷重トラックの上に乗るように構成される予荷重アセンブリを更に含み、該予荷重アセンブリは、前記器具マニピュレータアセンブリに連結され、
    前記予荷重アセンブリが前記予荷重トラック上の第１の場所に位置付けられるならば、前記予荷重アセンブリは、前記第１の力を前記器具マニピュレータアセンブリに適用し、前記器具マニピュレータアセンブリは、前記第１の力に応答して、前記第１の力を前記駆動出力ディスクと前記中間ディスクとの間の前記連結部に伝達し、
    前記予荷重アセンブリが前記予荷重トラック上の第２の場所に位置付けられるならば、前記予荷重アセンブリは、第２の予荷重力を前記器具マニピュレータアセンブリに適用し、前記器具マニピュレータアセンブリは、前記第２の力に応答して、前記第２の力を前記駆動出力ディスクと前記中間ディスクとの間の前記連結部に伝達する、
    請求項２１に記載の装置。
  23. 前記駆動出力ディスクは、遠位端面を含む円筒形の本体を更に含み、前記遠位端面は、中央部と、周縁部とを含み、
    前記駆動インターフェースは、前記遠位端面から延びる複数の駆動ドッグを含み、該複数の駆動ドッグの各駆動ドッグは、前記中央部から第１の距離に位置付けられる第１の縁面と、前記周縁部にほぼ隣接して位置付けられる第２の縁面とを含み、該第２の縁面は、前記第１の縁面の反対側にある、
    請求項２１に記載の装置。
  24. 前記複数の駆動ドッグの各駆動ドッグは、第１の部分と、該第１の部分から延びる第２の部分とを含み、
    前記第１の部分は、三次元の長方形を含み、
    前記第２の部分は、第２の部分の２つの対向する側面を含み、各第２の部分の側面は、曲面を含む、
    請求項２３に記載の装置。
  25. 前記曲面は、円形区画の一部を含む、請求項２４に記載の装置。
  26. 前記中間被駆動インターフェースは、第１の整列レセプタクルと、駆動ドッグレセプタクルとを含み、前記中間駆動インターフェースは、前記中間被駆動インターフェースの反対側にあり、前記中間駆動インターフェースは、駆動ドッグと、係合構造とを含む、請求項２１に記載の装置。
  27. 前記中間被駆動インターフェースの前記駆動ドッグレセプタクルの各々は、前記中間被駆動インターフェースの前記駆動ドッグレセプタクルの各々が第１の平面によって二分されるように位置付けられ、
    前記中間駆動インターフェースの前記駆動ドッグの各々は、前記中間駆動インターフェースの前記駆動ドッグの各々が第２の平面によって二分されるように位置付けられ、
    前記第１の平面は、前記第２の平面に対して垂直である、
    請求項２６に記載の装置。
  28. 前記中間被駆動インターフェースの前記駆動ドッグレセプタクルの各々は、
    前記外面から前記中間ディスク内に延びる対向する側壁を含む第１の部分と、
    前記中間被駆動インターフェースの前記駆動ドッグレセプタクルの底面を含む第２の部分と、
    前記第１の部分から前記第２の部分に延びる第３の部分とを含み、
    該第３の部分は、第３の部分の２つの対向する側面を含み、各第３の部分の側面は、傾斜面を含む、
    請求項２６に記載の装置。
  29. 前記中間駆動インターフェースの前記駆動ドッグの各々は、
    三次元の長方形を含む第１の部分と、
    該第１の部分から延びる第２の部分とを含み、
    該第２の部分は、第２の部分の２つの対向する側面を含み、各第２の部分の側面は、曲面を含む、
    請求項２６に記載の装置。
  30. 前記中間ディスクは、遠位面を含み、前記係合構造は、前記中間ディスクの前記遠位面から遠位方向に延びる開放三次元構造を含む、請求項２６に記載の装置。
  31. 前記開放三次元構造は、円形トラックを含み、
    該円形トラックは、
    第１の高さと、第１の端と、第２の端とを有する、第１の円周区画と、
    該第１の円周区画の前記第１の端と前記第２の端との間に延びる第２の円周区画であって、第２の高さを有し、該第２の高さは、前記第１の高さ未満である、第２の円周区画と、
    前記円形トラックの中心を通じて延び且つ前記第１の端及び第２の端から等距離にある中心線とを含む、
    請求項３０に記載の装置。
  32. 前記開放三次元構造は、
    前記第１の円周区画の前記第１の端及び前記第２の端の一方から前記円形区画の前記中心線と実質的に平行な方向に延びる壁を更に含み、該壁は、前記複数の中間ディスクのうちの前記中間ディスクの前記遠位面の外縁に向かって延び、
    前記壁は、高さを含み、
    前記壁の前記高さは、前記第１の円周区画の前記第１の高さよりも小さい、
    請求項３１に記載の装置。
  33. 前記外科装置インターフェース要素は、第１の本体構造を更に含み、該第１の本体構造は、その中に回転可能に取り付けられる前記中間ディスクを有する、請求項２１に記載の装置。
  34. 前記外科装置インターフェース要素は、第２の本体構造を更に含み、前記第１の本体構造は、前記第２の本体構造内に可動に取り付けられる、請求項３３に記載の装置。
  35. 前記被駆動インターフェースは、係合レセプタクルと、駆動ドッグレセプタクルと、回転不能化要素とを含み、該回転不能化要素の係合は、前記被駆動ディスクの回転を阻止し、前記係合レセプタクルは、前記中間駆動インターフェースの前記係合構造が前記係合レセプタクルと位置合わせさせた後に、前記中間駆動インターフェースの係合構造を受けるように構成される、請求項２１に記載の装置。
  36. 前記被駆動インターフェースの前記駆動ドッグレセプタクルの各々は、
    前記近位面から前記被駆動ディスク内に延びる対向する側壁を含む第１の部分と、
    前記駆動ドッグレセプタクルの底面を含む第２の部分と、
    前記第１の部分から前記第２の部分に延びる第３の部分とを含み、
    該第３の部分は、第３の部分の２つの対向する側面を含み、各第３の部分の側面は、傾斜側面を含む、
    請求項３５に記載の装置。
  37. 前記予荷重アセンブリは、予荷重リセット機構を更に含み、該予荷重リセット機構は、前記予荷重アセンブリを前記予荷重トラック上の前記第１の場所に位置付けるように構成される、請求項２２に記載の装置。
  38. 前記器具マニピュレータアセンブリは、前記挿入アセンブリに付けられるハウジングと、該ハウジング内に可動に取り付けられるモータパックとを更に含み、該モータパックは、前記駆動出力ディスクを含み、
    前記予荷重アセンブリは、
    前記予荷重トラックの上に乗るカムフォロワアセンブリと、
    第１の端と、第２の端とを含む、アームとを更に含み、
    前記第１の端は、前記モータパックに連結され、前記第２の端は、前記カムフォロワアセンブリに連結され、前記カムフォロワアセンブリが前記予荷重トラック上の前記第１の場所に位置付けられるならば、前記アームは、前記第１の力を前記カムフォロワアセンブリから前記モータパックに伝達するように構成され、前記カムフォロワアセンブリが前記予荷重トラック上の前記第２の場所に位置付けられるならば、前記アームは、前記第２の力を前記カムフォロワアセンブリから前記モータパックに伝達するように構成される、
    請求項２２に記載の装置。
  39. 前記カムフォロワアセンブリは、
    ホイールと、
    前記ハウジングに回転可能に連結される本体とを更に含み、
    前記ホイールは、前記予荷重トラックの上に乗るように構成され、
    前記本体は、第１の端と、第２の端とを有し、前記本体の前記第２の端は、前記アームの前記第２の端に回転可能に連結され、前記本体の前記第１の端は、前記ホイールに回転可能に連結される、
    請求項３８に記載の装置。
JP2016534824A 2013-08-15 2014-08-13 可変器具予荷重機構コントローラ Active JP6426181B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361866117P 2013-08-15 2013-08-15
US61/866,117 2013-08-15
PCT/US2014/050957 WO2015023793A1 (en) 2013-08-15 2014-08-13 Variable instrument preload mechanism controller

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018199912A Division JP6659798B2 (ja) 2013-08-15 2018-10-24 可変器具予荷重機構コントローラ

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2016530003A true JP2016530003A (ja) 2016-09-29
JP2016530003A5 JP2016530003A5 (ja) 2017-09-21
JP6426181B2 JP6426181B2 (ja) 2018-11-21

Family

ID=52468671

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016534824A Active JP6426181B2 (ja) 2013-08-15 2014-08-13 可変器具予荷重機構コントローラ
JP2018199912A Active JP6659798B2 (ja) 2013-08-15 2018-10-24 可変器具予荷重機構コントローラ

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018199912A Active JP6659798B2 (ja) 2013-08-15 2018-10-24 可変器具予荷重機構コントローラ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10932868B2 (ja)
EP (2) EP3597135B1 (ja)
JP (2) JP6426181B2 (ja)
KR (1) KR102312950B1 (ja)
CN (2) CN108992172B (ja)
WO (1) WO2015023793A1 (ja)

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9339342B2 (en) 2008-09-30 2016-05-17 Intuitive Surgical Operations, Inc. Instrument interface
US9259274B2 (en) 2008-09-30 2016-02-16 Intuitive Surgical Operations, Inc. Passive preload and capstan drive for surgical instruments
CN114587606A (zh) 2013-08-15 2022-06-07 直观外科手术操作公司 通向器械无菌适配器的致动器接口
US10550918B2 (en) 2013-08-15 2020-02-04 Intuitive Surgical Operations, Inc. Lever actuated gimbal plate
EP3033036B1 (en) 2013-08-15 2020-05-20 Intuitive Surgical Operations, Inc. Preloaded surgical instrument interface
US10271911B2 (en) 2013-08-15 2019-04-30 Intuitive Surgical Operations, Inc. Instrument sterile adapter drive features
US10076348B2 (en) 2013-08-15 2018-09-18 Intuitive Surgical Operations, Inc. Rotary input for lever actuation
EP3033034B1 (en) 2013-08-15 2021-07-07 Intuitive Surgical Operations, Inc. Instrument sterile adapter drive interface
CN105611892B (zh) 2013-08-15 2019-02-19 直观外科手术操作公司 机器人器械从动元件
KR102699304B1 (ko) 2014-08-15 2024-08-30 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 가변 엔트리 가이드 구성을 가진 수술 시스템
KR20230162122A (ko) 2015-02-20 2023-11-28 스트리커 코포레이션 멸균 차단 조립체, 장착 시스템, 및 수술용 구성 요소들을 결합하기 위한 방법
US10675104B2 (en) 2015-06-19 2020-06-09 Covidien Lp Robotic surgical assemblies
US20170239005A1 (en) * 2015-09-04 2017-08-24 Memic Innovative Surgery Ltd. Actuation of a device comprising mechanical arms
EP3219283B1 (en) 2016-03-09 2020-12-02 Memic Innovative Surgery Ltd. Modular surgical device comprising mechanical arms
GB2578513B (en) * 2016-05-23 2020-11-18 Imperial Innovations Ltd Surgical instrument
WO2018013298A1 (en) 2016-07-14 2018-01-18 Intuitive Surgical Operations, Inc. Geared grip actuation for medical instruments
WO2018013314A1 (en) 2016-07-14 2018-01-18 Intuitive Surgical Operations, Inc. Instrument flushing system
US11890070B2 (en) 2016-07-14 2024-02-06 Intuitive Surgical Operations, Inc. Instrument release
WO2018013304A1 (en) 2016-07-14 2018-01-18 Intuitive Surgical Operations, Inc. Controller controlled instrument preload mechanism
US11020190B2 (en) 2016-07-14 2021-06-01 Intuitive Surgical Operations, Inc. Automated instrument preload engage/disengage mechanism
EP3484399A4 (en) 2016-07-14 2020-03-18 Intuitive Surgical Operations Inc. SURGICAL APPARATUS COMPRISING A STERILE ADAPTER WITH MECHANICAL LOCKINGS
US11207145B2 (en) 2016-07-14 2021-12-28 Intuitive Surgical Operations, Inc. Multi-cable medical instrument
WO2018013316A1 (en) 2016-07-14 2018-01-18 Intuitive Surgical Operations, Inc. Geared roll drive for medical instrument
KR102546565B1 (ko) * 2016-10-14 2023-06-23 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 수술 기기용 프리로드 장력을 가하는 시스템 및 관련 방법
US11241290B2 (en) 2016-11-21 2022-02-08 Intuitive Surgical Operations, Inc. Cable length conserving medical instrument
US10357321B2 (en) 2017-02-24 2019-07-23 Intuitive Surgical Operations, Inc. Splayed cable guide for a medical instrument
US11779410B2 (en) 2017-03-09 2023-10-10 Momentis Surgical Ltd Control console including an input arm for control of a surgical mechanical arm
US10973592B2 (en) 2017-03-09 2021-04-13 Memie Innovative Surgery Ltd. Control console for surgical device with mechanical arms
US11076926B2 (en) 2017-03-21 2021-08-03 Intuitive Surgical Operations, Inc. Manual release for medical device drive system
JP7150765B2 (ja) * 2017-06-28 2022-10-11 エシコン エルエルシー 関節運動システムの比率を含む外科用器具
CA3074685A1 (en) * 2017-09-08 2019-03-14 Covidien Lp Energy disconnect for robotic surgical assemblies
US11497567B2 (en) 2018-02-08 2022-11-15 Intuitive Surgical Operations, Inc. Jointed control platform
US11118661B2 (en) 2018-02-12 2021-09-14 Intuitive Surgical Operations, Inc. Instrument transmission converting roll to linear actuation
WO2020117913A2 (en) 2018-12-04 2020-06-11 Mako Surgical Corp. Mounting system with sterile barrier assembly for use in coupling surgical components
CN112472160A (zh) * 2020-12-19 2021-03-12 深圳市精锋医疗科技有限公司 手术器械以及手术机器人
US20240237976A1 (en) * 2021-07-15 2024-07-18 Covidien Lp Sterile adapter assemblies for robotic surgical systems
US11903669B2 (en) 2021-07-30 2024-02-20 Corindus, Inc Sterile drape for robotic drive
CN114533271B (zh) * 2021-09-13 2023-10-31 广西大学 一种单孔微创手术操控系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110032444A (ko) * 2009-09-23 2011-03-30 주식회사 이턴 멸균 어댑터
WO2012158449A1 (en) * 2011-05-13 2012-11-22 Intuitive Surgical Operations, Inc. Instrument interface
JP2013526337A (ja) * 2010-05-14 2013-06-24 インテュイティブ サージカル オペレーションズ， インコーポレイテッド 手術システム器具マウンティング

Family Cites Families (126)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US793510A (en) 1905-03-27 1905-06-27 Stuart W Cramer Machine for dyeing, &c.
US3596498A (en) * 1968-12-27 1971-08-03 Textron Inc Press
US4117359A (en) 1974-01-30 1978-09-26 Teldix Gmbh Bearing and drive structure for spinning turbine
FR2434685A1 (fr) 1978-09-04 1980-03-28 Commissariat Energie Atomique Manipulateur motorise
US4281447A (en) 1979-03-01 1981-08-04 Mcdonnell Douglas Corporation Detachable tool interface system for a robot
US4259876A (en) 1979-10-02 1981-04-07 Belyanin Petr N Mechanical arm
DE3762360D1 (de) 1986-09-24 1990-05-23 Siemens Ag Getriebeanordnung, insbesondere fuer kraftfahrzeug-fensterheberantriebe.
US4911399A (en) * 1989-06-06 1990-03-27 Anglo-American, Inc. Cam valve for regulation of fluid flow through flexible tubing
JPH06114000A (ja) 1992-09-30 1994-04-26 Olympus Optical Co Ltd 医療用マニピュレータ
ES2114405B1 (es) 1994-08-11 1999-02-16 Daumal Castellon Melchor Sistema de fijacion rapido.
US5528955A (en) 1994-09-08 1996-06-25 Hannaford; Blake Five axis direct-drive mini-robot having fifth actuator located at non-adjacent joint
US5814038A (en) 1995-06-07 1998-09-29 Sri International Surgical manipulator for a telerobotic system
DE19541458C1 (de) 1995-11-07 1997-03-06 Siemens Ag Flexibler Aktor
US5855583A (en) 1996-02-20 1999-01-05 Computer Motion, Inc. Method and apparatus for performing minimally invasive cardiac procedures
US5792135A (en) 1996-05-20 1998-08-11 Intuitive Surgical, Inc. Articulated surgical instrument for performing minimally invasive surgery with enhanced dexterity and sensitivity
US7666191B2 (en) 1996-12-12 2010-02-23 Intuitive Surgical, Inc. Robotic surgical system with sterile surgical adaptor
US8529582B2 (en) 1996-12-12 2013-09-10 Intuitive Surgical Operations, Inc. Instrument interface of a robotic surgical system
US8206406B2 (en) 1996-12-12 2012-06-26 Intuitive Surgical Operations, Inc. Disposable sterile surgical adaptor
US6331181B1 (en) 1998-12-08 2001-12-18 Intuitive Surgical, Inc. Surgical robotic tools, data architecture, and use
US6132368A (en) 1996-12-12 2000-10-17 Intuitive Surgical, Inc. Multi-component telepresence system and method
US7963913B2 (en) 1996-12-12 2011-06-21 Intuitive Surgical Operations, Inc. Instrument interface of a robotic surgical system
US7727244B2 (en) 1997-11-21 2010-06-01 Intuitive Surgical Operation, Inc. Sterile surgical drape
US7699855B2 (en) 1996-12-12 2010-04-20 Intuitive Surgical Operations, Inc. Sterile surgical adaptor
JP3578375B2 (ja) 1997-03-17 2004-10-20 技術研究組合医療福祉機器研究所 ロボットアーム駆動装置およびロボットハンド
US6139245A (en) 1997-07-11 2000-10-31 Brooks Automation Inc. Robot arm relocation system
US20020087048A1 (en) 1998-02-24 2002-07-04 Brock David L. Flexible instrument
US6459926B1 (en) 1998-11-20 2002-10-01 Intuitive Surgical, Inc. Repositioning and reorientation of master/slave relationship in minimally invasive telesurgery
US6394998B1 (en) 1999-01-22 2002-05-28 Intuitive Surgical, Inc. Surgical tools for use in minimally invasive telesurgical applications
FR2792865B1 (fr) 1999-04-27 2001-06-15 Cie Generale De Participations Dispositif de telecommande de mouvement notamment d'organes de prehension
US6829455B2 (en) 2000-10-20 2004-12-07 Canon Kabushiki Kaisha Driving force transmission mechanism, image forming apparatus equipped with such a mechanism, and process unit of such an apparatus
JP2002200091A (ja) 2000-12-27 2002-07-16 Mizuho Co Ltd 手術器械操作における駆動ワイヤーの緩み補正機構
US20020096885A1 (en) 2001-01-22 2002-07-25 Benito Gomez Pinion assembly
US6994708B2 (en) 2001-04-19 2006-02-07 Intuitive Surgical Robotic tool with monopolar electro-surgical scissors
DE10119334C1 (de) 2001-04-20 2002-03-14 Porsche Ag Reibungskupplung
US6817974B2 (en) 2001-06-29 2004-11-16 Intuitive Surgical, Inc. Surgical tool having positively positionable tendon-actuated multi-disk wrist joint
JP2003024336A (ja) 2001-07-16 2003-01-28 Hitachi Ltd 術具装置
JP4776823B2 (ja) 2001-07-23 2011-09-21 Ｈｏｙａ株式会社 ギヤバックラッシ除去機構及びモータ駆動装置
US7428855B2 (en) 2002-05-22 2008-09-30 Duval Eugene F Counter balance system and method with one or more mechanical arms
AT413420B (de) 2002-06-07 2006-02-15 Techmo Entw & Vertriebs Gmbh Verfahren und anordnung zum raschen verbinden und lösen von miteinander verbindbaren elementen
CN2573759Y (zh) 2002-08-20 2003-09-17 樊明月 皮带轮的离合装置
US7331967B2 (en) 2002-09-09 2008-02-19 Hansen Medical, Inc. Surgical instrument coupling mechanism
JP3680050B2 (ja) 2002-09-18 2005-08-10 株式会社東芝 医療用マニピュレータ及びその制御方法
EP1628632B1 (en) 2003-05-21 2013-10-09 The Johns Hopkins University Devices and systems for minimally invasive surgery of the throat and other portions of mammalian body
US9002518B2 (en) 2003-06-30 2015-04-07 Intuitive Surgical Operations, Inc. Maximum torque driving of robotic surgical tools in robotic surgical systems
US20070018958A1 (en) 2003-10-24 2007-01-25 Tavakoli Seyed M Force reflective robotic control system and minimally invasive surgical device
ITPI20030107A1 (it) 2003-11-14 2005-05-15 Massimo Bergamasco Dispositivo per l'esecuzione di operazioni
US8021326B2 (en) 2004-03-05 2011-09-20 Hansen Medical, Inc. Instrument driver for robotic catheter system
US8052636B2 (en) 2004-03-05 2011-11-08 Hansen Medical, Inc. Robotic catheter system and methods
JP2005288590A (ja) 2004-03-31 2005-10-20 Hiroshi Kinoshita 多関節型マニピュレータ
US7377906B2 (en) 2004-06-15 2008-05-27 Biosense Webster, Inc. Steering mechanism for bi-directional catheter
US9072535B2 (en) 2011-05-27 2015-07-07 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical stapling instruments with rotatable staple deployment arrangements
JP4373879B2 (ja) 2004-08-26 2009-11-25 株式会社日立製作所 手術器具
US7837674B2 (en) 2005-01-24 2010-11-23 Intuitive Surgical Operations, Inc. Compact counter balance for robotic surgical systems
US7763015B2 (en) 2005-01-24 2010-07-27 Intuitive Surgical Operations, Inc. Modular manipulator support for robotic surgery
US8800838B2 (en) 2005-08-31 2014-08-12 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Robotically-controlled cable-based surgical end effectors
US7357287B2 (en) * 2005-09-29 2008-04-15 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical stapling instrument having preloaded firing assistance mechanism
CN101371058B (zh) 2006-01-13 2011-03-02 博格华纳公司 离合器组件及摩擦片
EP1815950A1 (en) * 2006-02-03 2007-08-08 The European Atomic Energy Community (EURATOM), represented by the European Commission Robotic surgical system for performing minimally invasive medical procedures
JP5124096B2 (ja) 2006-03-03 2013-01-23 川崎重工業株式会社 清潔空間用ロボットシステム
US7823330B2 (en) 2006-03-09 2010-11-02 Strattec Power Access Llc Apparatus and method for drums in a sliding door mechanism
US8236010B2 (en) 2006-03-23 2012-08-07 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical fastener and cutter with mimicking end effector
US20070232858A1 (en) 2006-03-31 2007-10-04 Boston Scientific Scimed, Inc. Steering system tension control devices
KR101477125B1 (ko) 2006-06-13 2014-12-29 인튜어티브 서지컬 인코포레이티드 미소절개 수술 시스템
US8491603B2 (en) 2006-06-14 2013-07-23 MacDonald Dettwiller and Associates Inc. Surgical manipulator
US8151661B2 (en) 2006-06-30 2012-04-10 Intuituve Surgical Operations, Inc. Compact capstan
US7736254B2 (en) 2006-10-12 2010-06-15 Intuitive Surgical Operations, Inc. Compact cable tension tender device
US8157793B2 (en) 2006-10-25 2012-04-17 Terumo Kabushiki Kaisha Manipulator for medical use
EP1915963A1 (en) 2006-10-25 2008-04-30 The European Atomic Energy Community (EURATOM), represented by the European Commission Force estimation for a minimally invasive robotic surgery system
US7935130B2 (en) 2006-11-16 2011-05-03 Intuitive Surgical Operations, Inc. Two-piece end-effectors for robotic surgical tools
US8684253B2 (en) 2007-01-10 2014-04-01 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical instrument with wireless communication between a control unit of a robotic system and remote sensor
US8444631B2 (en) 2007-06-14 2013-05-21 Macdonald Dettwiler & Associates Inc Surgical manipulator
US9050120B2 (en) 2007-09-30 2015-06-09 Intuitive Surgical Operations, Inc. Apparatus and method of user interface with alternate tool mode for robotic surgical tools
CA2709634C (en) 2007-12-21 2017-04-25 Benny Hon Bun Yeung Surgical manipulator
US9179912B2 (en) 2008-02-14 2015-11-10 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Robotically-controlled motorized surgical cutting and fastening instrument
KR100975047B1 (ko) 2008-02-15 2010-08-11 (주)미래컴퍼니 수술용 인스트루먼트의 커플링 구조
US7886743B2 (en) 2008-03-31 2011-02-15 Intuitive Surgical Operations, Inc. Sterile drape interface for robotic surgical instrument
US8333755B2 (en) 2008-03-31 2012-12-18 Intuitive Surgical Operations, Inc. Coupler to transfer controller motion from a robotic manipulator to an attached instrument
WO2009151205A1 (ko) 2008-06-11 2009-12-17 (주)미래컴퍼니 수술용 로봇 암의 인스트루먼트
US20140100558A1 (en) 2012-10-05 2014-04-10 Gregory P. Schmitz Micro-articulated surgical instruments using micro gear actuation
US9204923B2 (en) 2008-07-16 2015-12-08 Intuitive Surgical Operations, Inc. Medical instrument electronically energized using drive cables
US8771270B2 (en) 2008-07-16 2014-07-08 Intuitive Surgical Operations, Inc. Bipolar cautery instrument
US9386983B2 (en) 2008-09-23 2016-07-12 Ethicon Endo-Surgery, Llc Robotically-controlled motorized surgical instrument
US9259274B2 (en) 2008-09-30 2016-02-16 Intuitive Surgical Operations, Inc. Passive preload and capstan drive for surgical instruments
US8720448B2 (en) 2008-11-07 2014-05-13 Hansen Medical, Inc. Sterile interface apparatus
US8161838B2 (en) 2008-12-22 2012-04-24 Intuitive Surgical Operations, Inc. Method and apparatus for reducing at least one friction force opposing an axial force exerted through an actuator element
US8306656B1 (en) 2009-01-12 2012-11-06 Titan Medical Inc. Method and system for performing medical procedure
US8602031B2 (en) 2009-01-12 2013-12-10 Hansen Medical, Inc. Modular interfaces and drive actuation through barrier
JP2010220955A (ja) 2009-03-25 2010-10-07 Fujifilm Corp 医療用マニピュレータ、及びその初期化方法
US10080482B2 (en) 2009-06-30 2018-09-25 Intuitive Surgical Operations, Inc. Compliant surgical device
WO2011037394A2 (ko) 2009-09-23 2011-03-31 주식회사 이턴 멸균 어댑터, 휠의 체결 구조 및 수술용 인스트루먼트의 체결 구조
NL1037348C2 (en) * 2009-10-02 2011-04-05 Univ Eindhoven Tech Surgical robot, instrument manipulator, combination of an operating table and a surgical robot, and master-slave operating system.
EP3381397B1 (en) 2009-11-13 2020-01-08 Intuitive Surgical Operations Inc. Motor interface for parallel drive shafts within an independently rotating member
US7752937B1 (en) 2009-12-21 2010-07-13 Winzeler Gear, Inc Anti-backlash gear
US8887595B2 (en) 2009-12-22 2014-11-18 Intuitive Surgical Operations, Inc. Instrument wrist with cycloidal surfaces
US8449569B2 (en) 2009-12-30 2013-05-28 MiT Capital Partners, LLC Apparatus for manipulation of implantable medical device and associated method
US8644988B2 (en) 2010-05-14 2014-02-04 Intuitive Surgical Operations, Inc. Drive force control in medical instrument providing position measurements
AT508701B1 (de) 2010-06-23 2011-05-15 Miba Sinter Austria Gmbh Zahnradanordnung
US8512199B2 (en) 2010-07-26 2013-08-20 Rethink Robotics, Inc. Minimizing backlash utilizing series elastic elements
US8978511B2 (en) 2010-11-09 2015-03-17 Shimano Inc. Position control mechanism
US9101379B2 (en) 2010-11-12 2015-08-11 Intuitive Surgical Operations, Inc. Tension control in actuation of multi-joint medical instruments
WO2012068092A2 (en) 2010-11-15 2012-05-24 Milwaukee Electric Tool Corporation Powered dispensing tool
US8578810B2 (en) 2011-02-14 2013-11-12 Intuitive Surgical Operations, Inc. Jointed link structures exhibiting preferential bending, and related methods
US9259277B2 (en) 2011-05-13 2016-02-16 Intuitive Surgical Operations, Inc. Instrument actuation interface
US8978497B2 (en) * 2011-05-26 2015-03-17 Tolomatic, Inc. Linear actuator with anti-rotation mechanism
CN103561667B (zh) * 2011-05-31 2016-08-17 直观外科手术操作公司 机器人手术器械中的夹持力控制
JP5879773B2 (ja) 2011-06-30 2016-03-08 日産自動車株式会社 カップリング装置
FR2984979B1 (fr) 2011-12-22 2017-01-27 Valeo Materiaux De Friction Dispositif de friction pour un embrayage
EP2811932B1 (en) 2012-02-10 2019-06-26 Ethicon LLC Robotically controlled surgical instrument
US20140001234A1 (en) 2012-06-28 2014-01-02 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Coupling arrangements for attaching surgical end effectors to drive systems therefor
US9028494B2 (en) 2012-06-28 2015-05-12 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Interchangeable end effector coupling arrangement
JP6038589B2 (ja) * 2012-10-17 2016-12-07 Ntn株式会社 直動案内装置
US9095367B2 (en) 2012-10-22 2015-08-04 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Flexible harmonic waveguides/blades for surgical instruments
EP2967623B1 (en) 2013-03-14 2021-07-21 SRI International Compact robotic wrist
CN114587606A (zh) * 2013-08-15 2022-06-07 直观外科手术操作公司 通向器械无菌适配器的致动器接口
EP3033036B1 (en) 2013-08-15 2020-05-20 Intuitive Surgical Operations, Inc. Preloaded surgical instrument interface
CN105611892B (zh) 2013-08-15 2019-02-19 直观外科手术操作公司 机器人器械从动元件
US10271911B2 (en) * 2013-08-15 2019-04-30 Intuitive Surgical Operations, Inc. Instrument sterile adapter drive features
EP3033034B1 (en) * 2013-08-15 2021-07-07 Intuitive Surgical Operations, Inc. Instrument sterile adapter drive interface
KR102443404B1 (ko) 2014-03-17 2022-09-16 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 수술 기구와 원격조작식 액추에이터 사이의 살균 방벽
SG11201607930TA (en) 2014-03-19 2016-12-29 Endomaster Pte Ltd Master - slave flexible robotic endoscopy system
US10028761B2 (en) 2014-03-26 2018-07-24 Ethicon Llc Feedback algorithms for manual bailout systems for surgical instruments
GB201521809D0 (en) 2015-12-10 2016-01-27 Cambridge Medical Robotics Ltd Symmetrically arranged surgical instrument articulation
WO2018013304A1 (en) * 2016-07-14 2018-01-18 Intuitive Surgical Operations, Inc. Controller controlled instrument preload mechanism
EP3484399A4 (en) * 2016-07-14 2020-03-18 Intuitive Surgical Operations Inc. SURGICAL APPARATUS COMPRISING A STERILE ADAPTER WITH MECHANICAL LOCKINGS
US11793537B2 (en) * 2017-10-30 2023-10-24 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising an adaptive electrical system
US10531883B1 (en) * 2018-07-20 2020-01-14 Syntheon 2.0, LLC Aspiration thrombectomy system and methods for thrombus removal with aspiration catheter

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110032444A (ko) * 2009-09-23 2011-03-30 주식회사 이턴 멸균 어댑터
JP2013526337A (ja) * 2010-05-14 2013-06-24 インテュイティブ サージカル オペレーションズ， インコーポレイテッド 手術システム器具マウンティング
WO2012158449A1 (en) * 2011-05-13 2012-11-22 Intuitive Surgical Operations, Inc. Instrument interface

Also Published As

Publication number Publication date
CN108992172B (zh) 2021-11-09
CN105611891A (zh) 2016-05-25
EP3033032A1 (en) 2016-06-22
KR102312950B1 (ko) 2021-10-15
US10932868B2 (en) 2021-03-02
KR20160043079A (ko) 2016-04-20
WO2015023793A1 (en) 2015-02-19
CN108992172A (zh) 2018-12-14
EP3033032B1 (en) 2019-10-02
JP6426181B2 (ja) 2018-11-21
US20160184036A1 (en) 2016-06-30
EP3033032A4 (en) 2017-09-06
CN105611891B (zh) 2018-09-21
EP3597135A1 (en) 2020-01-22
JP6659798B2 (ja) 2020-03-04
JP2019063536A (ja) 2019-04-25
EP3597135B1 (en) 2021-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6659798B2 (ja) 可変器具予荷重機構コントローラ
JP7145808B2 (ja) 器具減菌アダプタ駆動構成
JP6776389B2 (ja) プリロードをかけられた手術器具インタフェース
JP6983951B2 (ja) ロボット器具の被駆動要素
JP6830940B2 (ja) 滅菌器具アダプタに対するアクチュエータ・インターフェイス
CN108784838B (zh) 器械无菌适配器驱动接口

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170807

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170807

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180525

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180605

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180903

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180904

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180925

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181024

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6426181

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250