JP2016532499A - 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 - Google Patents

Abstract

手術システム（２００）は、制御されたトルク及び位置を手術用器具に伝達させるのに不利な影響を与えるバックラッシュに敏感である手術用器具（２６０）を含む。この手術用器具（２６０）は、機械的なインターフェイスを介して手術用器具マニピュレータアセンブリ（２４０）内のモータに結合される。機械的なインターフェイスと手術用器具マニピュレータアセンブリ（２４０）との組合せは、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、手術用器具マニピュレータアセンブリ（２４０）で制御される。手術用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）から手術用器具の被駆動ディスク（９６４）までで、機械的なインターフェイスは、外科処置で使用さ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
本願は、以下の文献について優先権を主張するととともにそれら文献についての優先権の利益を得る：
（２０１３年８月１５日に出願された、Thomas G. Cooperらによる”PRELOADED SURGICAL
INSTRUMENT INTERFACE”を開示する）米国仮特許出願第６１／８６６，１１５号；
（２０１３年８月１５日に出願された、Todd R. Solomonらによる”VARIABLE INSTRUMENT
PRELOAD MECHANISM CONTROLLER”を開示する）米国仮特許出願第６１／８６６，１１７号；
（２０１３年８月１５日に出願された、Thomas G. Cooperらによる”ACTUATOR INTERFACE TO
INSTRUMENT STERILE ADAPTER”を開示する）米国仮特許出願第６１／８６６，１１８号；
（２０１３年８月１５日に出願された、Thomas G. Cooperらによる”INSTRUMENT STERILE
ADAPTER DRIVE FEATURES”を開示する）米国仮特許出願第６１／８６６，１２０号；
（２０１３年８月１５日に出願された、Robert E. Holopらによる”INSTRUMENT STERILE
ADAPTER DRIVE INTERFACE”を開示する）米国仮特許出願第６１／８６６，１２４号；
（２０１３年８月１５日に出願された、Thomas G. Cooperらによる”ROBOTIC INSTRUMENT
DRIVEN ELEMENT”を開示する）米国仮特許出願第６１／８６６，１２５号；
これらそれぞれの文献は、その全体を参照することにより本明細書に組み込まれる。

本発明は、概して手術用器具及びシステムに関し、具体的には、低バックラッシュ駆動システムを含む手術用器具に関する。

低侵襲性医療処置に用いられるようなロボット制御システムは、比較的小さなツールや器具を正確に制御し且つ駆動するために大規模で複雑な設備を含む。（本明細書で使用する場合に、用語「ロボット」又は「ロボット制御による」等は、遠隔操作又は遠隔ロボット操作の態様を含む。）図１Ａは、公知のロボット制御システム１００の一例を示す。例えば、Intuitive Surgical, Inc.により市販されているda Vinci（登録商標）手術システムの一部であるシステム１００は、複数のアーム１３０を有する患者側カート１１０を含む。各アーム１３０は、器具１５０を取り付けるとともにこの器具１５０の操作に機械的な動力を供給するための機械的なインターフェイスを有する駆動システムを一般的に含むようなドッキングポート１４０を有する。アーム１３０は、医療処置中に使用され、その処置についてそれぞれ医療器具１５０を移動させ且つ位置付けすることができる。

図１Ｂは、既知の器具１５０の底面図を示す。器具１５０は、一般的に、伝達又はバックエンド機構１５２、バックエンド機構１５２から延びるメインチューブ１５４、及びメインチューブ１５４の先端部に機能チップ１５６を含む。チップ１５６は、一般的に、医療処置中に使用されるメス、ハサミ、鉗子、又は焼灼器具等の医療ツールを含む。駆動ケーブルや腱１５５が、チップ１５６に接続され、且つメインチューブ１５４を通っ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の駆動用腱１５５と駆動システム１４０の機械的なインターフェイスの電動軸との間に機械的な結合部を提供する。具体的には、ギヤやディスク１５３は、駆動システム１４０の機械的なインターフェイス上で相補的な機構に係合するように位置付けされ、サイズ決めされ、且つ成形された突起部や孔等の機構を有する。典型的な器具では、ディスク１５３の回転によって、それぞれの腱１５５を引っ張り、且つチップ１５６内の対応する機械的リンクを作動させる。こうして、システム１００は、必要に応じて駆動用腱１５５の運動及び張力を制御して、チップ１５６を位置付け、向き合わせ、及び操作することができる。既知の手術システムの更なる詳細は、例えば、（２００１年８月１３日に出願された、Tierneyらの”Surgical Robotic Tools, Data
Architecture, and Use”という標題の）特許文献１に記載されており、この文献は、その全体を参照することにより本明細書に組み込まれる。

システム１００の器具１５０は、駆動システム１４０から１つの器具１５０を取り外し、その後取り外した器具の代わりに他の器具１５０を設置することにより、交換することができる。一般的に、設置作業は、ディスク１５３上の機構を駆動システム１４０の相補的な機構に正確に係合することを必要とする。しかしながら、設置前に、器具１５０上のディスク１５３の向きは、一般的に、患者側カート１１０に伝わっていない。

また、患者側カート１１０等の設備は、大抵の場合、次の医療処置までに複雑な装置をクリーニングし且つ滅菌するのが困難なため、滅菌バリア（例えば、プラスチックシートのドレープ）によって医療処置のために覆われている。この滅菌バリアには、ドッキングポート１４０と器具のバックエンド１５２との間に介在する滅菌アダプタが含まれる。例えば、いくつかの例示的な滅菌バリア及びアダプタシステムについて記載する（２００６年３月３１日に出願された、Andersonらの”Sterile Surgical Adapter”という標題の）特許文献２及び特許文献３を参照されたい。またこれらの文献は、その全体を参照することにより本明細書に組み込まれる。

器具１５０の典型的な設置作業は、駆動システム１４０でのディスク１５３の向きに関係なく、恐らく介在滅菌アダプタを用いて、バックエンド機構１５２を取り付けるステップを含む。駆動システム１４０内の駆動モータは、次に、設置手順の間に複数回前後に回転され、相補的な機構が新しく設置される器具１５０とかみ合い、この新しく設置された器具１５０の操作について互いに確実に係合するのを保証する。設置作業中のある時点で、駆動モータは、それぞれのディスク１５３を回転させるために確実に係合される。

米国特許第７，０４８，７４５号 米国特許第７，０４８，７４５号 米国特許第７，６９９，８５５号

しかしながら、設置される器具１５０は、駆動モータが、異なる及び予測不可能なタイミングで器具１５０のそれぞれのディスク１５３に積極的に係合するので、設置手順の間に時には予測不可能な態様で移動し得る。特定の用途では、このような予測不可能な動きは、許容できない。一般的には、遮るもののない(clear)又は囲まれたスペースが、設置手順の間に器具チップのランダムな動きに対応するために、器具１５０の周りに必要とされる。

手術システムは、手術用器具を含み、この手術用器具は、制御されたトルク及び位置を手術用器具に伝達させるのに不利な影響を与えるバックラッシュに敏感である。手術用器具は、機械的なインターフェイスを介して手術用器具マニピュレータアセンブリ内のモータに結合される。機械的なインターフェイスと手術用器具マニピュレータアセンブリとの組合せは、例えば０．７度未満の低バックラッシュを有する。機械的なインターフェイスによって、手術用器具マニピュレータアセンブリ内の駆動インターフェイスを手術用器具の被駆動インターフェイスに結合する。機械的なインターフェイスは、一態様では、外科処置で使用さ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。

このように、機器は、手術用器具マニピュレータアセンブリを含む。手術用器具マニピュレータアセンブリは、駆動ユニット及び駆動出力アセンブリを含む。駆動出力アセンブリは、駆動ユニットに結合される。駆動出力アセンブリは、駆動ユニットに結合した低バックラッシュ・カプラを含む。駆動出力ディスクが、低バックラッシュ・カプラに結合される。手術用器具マニピュレータアセンブリのバックラッシュが生じる部分は、駆動ユニット及び駆動出力ディスクを低バックラッシュ・カプラに結合する部分である。

一態様では、駆動出力ディスクは、先端面を有する円筒形状本体である。第１の位置合せ要素が、先端面から延びる。第２の位置合せ要素も、先端面から延びる。第１の位置合せ要素は、第２の位置合せ要素から分離される。第１及び第２の位置合せ要素の組合せは、駆動出力ディスク及び別のアセンブリのディスクがかみ合うときに、機器内の別のアセンブリのディスクに対して駆動出力ディスクを向き合わせする。一態様では、第１の位置合せ要素はピンであり、第２の位置合せ要素はタブである。

この態様では、駆動出力ディスクの先端面は、中心部及び周縁部を有する。複数の駆動ドッグが、先端面から延びる。各駆動ドッグは、中心部から第１の距離に位置付けされた第１エッジ面と、周端部の周りに隣接して位置付けされた第２エッジ面とを含む。第２エッジ面は、第１エッジ面の反対側にある。また、各駆動ドッグは、先端面から延びる３次元矩形構造等の３次元構造である第１部分と、第１部分から延びる第２部分とを含む。第２部分は、第２部分の２つの対向する側面を有する。第２部分の側面のそれぞれは、湾曲面である。一態様では、湾曲面は、円形断面の一部、例えば円筒体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の予圧ばねが、シャフトに結合される。第１の予圧ばねは、駆動出力ディスクにも結合される。第１の予圧ばねは、第１の予圧ばねが圧縮されたときに、第１の予圧力を駆動出力ディスクに加えるように構成される。

駆動出力アセンブリは、シャフトに結合した第２の予圧ばねも含む。第１の予圧ばねと組み合わせた第２の予圧ばねは、第１及び第２の予圧ばねが圧縮されたときに、第２の予圧力を駆動出力ディスクに加えるように構成される。第２の予圧力は、第１の予圧力よりも大きい。

手術用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有する。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、手術用器具マニピュレータアセンブリのハウジングに移動可能に取り付けられる。モータパックは、複数のハードストップ(hard stop)も含む。複数のハードストップは、モータパックの先端面から延びるように構成される。

手術用器具マニピュレータアセンブリは、解除ラッチも含む。解除ラッチは、手術用器具マニピュレータアセンブリのハウジングに旋回可能に取り付けられる。ピンが、解除ラッチの基端部からハウジングの内部に延びる。一態様では、ピンは、ばねで付勢されるピンである。

手術用器具マニピュレータアセンブリのモータパックは、解除ラッチを阻止する解除ラッチ阻止ストップも含む。一態様では、モータパックが、手術用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な引込み位置にある場合に、解除ラッチの操作は、阻止されない。しかしながら、モータパックがこのハウジングに対して第１の位置にある場合に、ピンが解除ラッチ阻止ストップに接触し、解除ラッチが押された場合に、解除ラッチの旋回を防止する。別の態様では、解除ラッチ阻止ストップは、モータパックが完全な引込み位置にあるときに、手術用器具が滅菌アダプタアセンブリに取り付けられる間、解除ラッチの旋回を防止する。

別の態様では、機器は、手術用装置アセンブリ、予圧トラック、及び予圧トラックに乗った予圧アセンブリを含む。予圧アセンブリは、手術用装置アセンブリに結合される。挿入アセンブリが、予圧トラックを含む。

予圧アセンブリが、予圧トラック上の第１の位置に位置付けされるときに、予圧アセンブリは、第１の力を手術用装置アセンブリに加える。予圧アセンブリが、予圧トラック上の第２位置に位置付けされるときに、予圧アセンブリは、第２の力を手術用装置アセンブリに加える。第２の力は、第１の力よりも大きい。

一態様では、予圧アセンブリは、カム従動アセンブリ及びアームを含む。カム従動アセンブリは、予圧トラック上に乗っている。アームは、第１端部及び第２端部を有する。第１端部は、手術用装置アセンブリに結合される。アームの第２端部は、カム従動アセンブリに結合される。カム従動アセンブリが予圧トラック上の第１の位置に位置付けされる場合に、アームは、第１の力に比例した力をカム従動アセンブリから手術用装置アセンブリに伝達するように構成される。カム従動アセンブリが予圧トラック上の第２の位置に位置付けされる場合に、アームは、第２の力に比例した力をカム従動アセンブリから手術用装置アセンブリに伝達するように構成される。

手術用装置アセンブリは、駆動ユニット・ハウジング及びモータパックも含む。モータパックは、駆動ユニット・ハウジングに移動可能に取り付けられる。アームの第１端部は、モータパックに結合される。カム従動アセンブリが予圧トラック上の第１の位置に位置付けされる場合に、アームは、第１の力に比例した力をカム従動アセンブリからモータパックに伝達するように構成される。カム従動アセンブリが予圧トラック上の第２の位置に位置付けされる場合に、アームは、第２の力に比例した力をカム従動アセンブリからモータパックに伝達するように構成される。

別の態様では、機器は、予圧トラックと、この予圧トラック上に乗るように構成された予圧アセンブリとを含む。予圧アセンブリは、手術用装置アセンブリに結合するように構成される。予圧アセンブリは、予圧アセンブリが予圧トラック上の第１の位置に位置付けされる場合に、第１の力を手術用装置アセンブリに加えるように構成される。

予圧アセンブリは、予圧リセット機構を含む。予圧リセット機構は、予圧アセンブリを予圧トラック上の第１の位置に自動的に位置決めするように構成される。

さらに別の態様では、機器は、手術用器具マニピュレータアセンブリ、挿入アセンブリ、及び予圧アセンブリを含む。手術用器具マニピュレータアセンブリは、ハウジング及びモータパックを含む。モータパックは、ハウジングに移動可能に取り付けられる。挿入アセンブリは、手術用器具マニピュレータアセンブリに結合される。挿入アセンブリは、予圧トラックも含む。予圧アセンブリは、カム被駆動アセンブリ、アーム、及び予圧リセットアセンブリを含む。アームは、第１端部及び第２端部を含む。アームの第１端部は、カム従動アセンブリに回転可能に接続される。アームの第２端部は、モータパックに結合される。カム従動アセンブリは、予圧トラック上に乗るように構成される。予圧リセットアセンブリは、予圧アセンブリを予圧トラック上の第１の位置に自動的に位置付けするように構成される。第１の位置では、予圧アセンブリは、第１の力をモータパックに加える。

別の機器は、挿入アセンブリ、器具マニピュレータアセンブリ、手術用装置インターフェイス、及び手術用器具を含む。時には、手術用装置インターフェイスは、手術用装置インターフェイス要素とも呼称される。挿入アセンブリは、先端部及び予圧トラックを含む。器具マニピュレータアセンブリは、挿入アセンブリの先端部に結合される。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イスを有する。

手術用装置インターフェイスは、器具マニピュレータアセンブリに取り付けられる。手術用装置インターフェイスは、中間ディスクを含む。中間ディスクは、被駆動中間インターフェイス及び駆動中間インターフェイスを有する。被駆動中間インターフェイスは、駆動出力インターフェイスに結合される。

手術用器具は、手術用装置インターフェイスに取り付けられる。手術用器具は、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イスを含む。被駆動インターフェイスは、駆動中間インターフェイスに結合される。

第１の力が駆動出力ディスクと中間ディスクとの間の結合部に加えられる場合に、駆動出力ディスクと中間ディスクとの間の結合部は、２つのディスクを位置合わせするために使用されるトルクレベルについて非ゼロバックラッシを有する。第２の力が駆動出力ディスクと中間ディスクとの間の結合部に加えられる場合に、駆動出力ディスクと中間ディスクとの間の結合部は、外科処置で使用さ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。

このように、機器は、駆動出力ディスク及び中間ディスクを含む。駆動出力ディスクは、先端面と、この先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、先端面から延びる例えば３次元矩形構造等の３次元構造である第１部分と、第１部分から延びる第２部分とを含む。第２部分は、第２部分の２つの対向する側面を含む。第２部分の側面のそれぞれは、湾曲面である。一態様では、湾曲面は、円形断面の一部、例えば円筒体の外面の一部である。中間ディスクは、基端面と、この基端面から中間ディスク内に延びる複数の駆動ドッグ用レセプタクルとを含む。複数の駆動ドッグ用レセプタクルの各駆動ドッグ用レセプタクルは、複数の駆動ドッグのうちの１つを受容するように構成される。複数の駆動ドッグ用レセプタクルの各駆動ドッグ用レセプタクルは、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部分と、駆動ドッグ用レセプタクルの底面である第２部分と、第１部分から第２部分に延びる第３部分とを含む。第３部分は、第３部分の２つの対向する傾斜した側面を有する。

機器は、駆動出力ディスクに結合した第１の予圧ばねを有する。第１の予圧ばねは、駆動出力ディスクが中間ディスクに結合したときに、圧縮される。第１の予圧ばねの圧縮によって、予圧力が駆動出力ディスクに加えられる。予圧力を駆動出力ディスクに加えるときに、駆動出力ディスクと中間ディスクとの間の結合部は、ディスクを位置合わせす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。

機器は、駆動出力ディスクに結合した第２の予圧ばねも含む。予圧アセンブリは、第１及び第２の予圧ばねに結合される。予圧アセンブリが第１及び第２の予圧ばねを圧縮するときに、圧縮された第１ばねと組み合される圧縮された第２ばねは、第２の予圧力を駆動出力ディスクと中間ディスクとの間の結合部に加える。第２の予圧力を結合部に加えるときに、駆動出力ディスクと中間ディスクとの間の結合部は、外科処置で使用さ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。

さらに別の態様では、機器は、手術用装置インターフェイス要素を含む。手術用装置インターフェイス要素は、複数の中間ディスクと、その内部に回転可能に取り付けられた複数の中間ディスクを有する第１の本体構造とを含む。

各中間ディスクは、被駆動中間インターフェイス及び駆動中間インターフェイスを含む。駆動中間インターフェイスは、被駆動中間インターフェイスとは反対側にある。

被駆動中間インターフェイスは、第１の位置合せレセプタクル及び駆動ドッグ用レセプタクルを含む。駆動中間インターフェイスは、駆動ドッグ及び係合構造を含む。

第１の位置合せレセプタクルは、手術用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の位置合せ要素とかみ合うように構成される。被駆動中間インターフェイスは、第２の位置合せレセプタクルも含む。第２の位置合せレセプタクルは、駆動出力ディスクから延びる第２の位置合せ要素とかみ合うように構成される。第１の位置合せレセプタクルは、第２の位置合せレセプタクルから分離される。第１及び第２の位置合せレセプタクルの組合せは、駆動出力ディスク及び中間ディスクが結合する、例えばかみ合うときに、駆動出力ディスクを中間ディスクに向き合わせする。

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つに関連付けられる。各中間ディスクは、その中間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の軸線方向位置では、ハードストップ・タブは、中間ディスクを回転させたときに、中間ディスクに関連付けられたハードストップに接触する。中間ディスクの第２の軸線方向位置では、中間ディスクは、中間ディスクに関連付けられたハードストップに接触するハードストップ・タブを用いることなく、自由に回転する。

駆動ドッグ用レセプタクルのそれぞれは、中間ディスクの外面から中間ディスク内に延びる対向した側壁を有する第１部分を含む。駆動ドッグ用レセプタクルの第２部分は、駆動ドッグ用レセプタクルの底面である。駆動ドッグ用レセプタクルの第３部分は、第１部分から第２部分に延びる。第３部分は、第３部分の２つの対向する側面を含む。第３部分の側面のそれぞれは、傾斜面である。一態様では、この傾斜面は、楔形状の側面の一部である。

中間ディスクの駆動ドッグのそれぞれは、３次元構造体、例えば３次元矩形構造である第１部分を有する。駆動ドッグの第２部分は、第１部分から延びる。第２部分は、第２部分の２つの対向する側面を有する。第２部分の側面のそれぞれは、湾曲面の一部である。一態様では、湾曲面は、円形断面の一部、例えば円筒体の外面の一部である。

中間ディスクの駆動ドッグ用レセプタクルのそれぞれは、駆動ドッグ用レセプタクルのそれぞれが第１平面によって二等分されるように、位置付けされる。中間ディスクの駆動ドッグのそれぞれは、駆動ドッグのそれぞれが第２平面によって二等分されるように、位置付けされる。第１平面は、第２平面に直交する。

手術用装置インターフェイス要素は、第２の本体構造も含む。第１の本体構造は、第２の本体構造に移動可能に取り付けられる。第２の本体構造は、スキッドプレートを含む。

中間ディスクは、先端面も含む。一態様では、係合構造は、先端面から先端方向に延びる開放３次元構造である。開放３次元構造は、略Ｃ字形状の構造である。Ｃ字形状構造は、高さ、第１端部、及び第２端部を含む。第１及び第２端部は、Ｃ字形状構造体の開口部の境界を区切る。中心線が、Ｃ字形状構造の中心を通って延びる。中心線は、第１及び第２端部から等距離にある。

開放３次元構造は、第１及び第２端部の一方から延びる壁も含む。この壁は、Ｃ字形状構造体の中心線に対して略平行な方向に延びる。壁は、中間ディスクの先端面の外縁に向けても延びる。壁は、Ｃ字形状構造体の高さ未満の高さを有する。

別の態様では、開放３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、第１端部、及び第２端部を有する第１の周囲部分を含む。円形トラックは、第１の周囲部分の第１端部と第２端部との間に延びる第２の周囲部分も含む。第２の周囲部分は、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って延びており、且つ第１及び第２端部から等距離にある。Ｃ字形状構造は、円形トラックの一例である。この態様では、開放３次元構造は、第１の周囲部分の第１及び第２端部の一方から円形断面の中心線に対して略平行な方向に延びる壁も含む。この壁は、複数の中間ディスクのうちの中間ディスクの先端面の外縁に向けて延びる。この壁は、高さを有する。壁の高さは、第１の周囲部分の第１の高さ未満である。

一態様では、手術用装置インターフェイス要素は、手術用器具マニピュレータアセンブリに取り付けられる。手術用器具マニピュレータアセンブリは、駆動インターフェイスを有する駆動出力ディスクを含む。駆動インターフェイスは、中間ディスクの被駆動中間インターフェイスに結合される。所定の予圧力を駆動出力ディスクに加える際に、中間ディスクと駆動出力ディスクとの間の結合部は、外科処置で使用さ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。

別の態様では、手術用器具は、手術用装置インターフェイス要素に取り付けられる。手術用器具は、被駆動インターフェイスを含む被駆動ディスクをさらに有する。被駆動インターフェイスは、中間ディスクの駆動中間インターフェイスに結合される。所定の予圧力を中間ディスクに加える際に、中間ディスクと被駆動ディスクとの間の結合部は、外科処置で使用さ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。

こうして、一態様では、機器は、中間ディスク及び被駆動ディスクを含む。中間ディスクは、被駆動中間インターフェイス及び駆動中間インターフェイスを含む。駆動中間インターフェイスは、被駆動中間インターフェイスとは反対側にある。

被駆動中間インターフェイスは、位置合せレセプタクル及び駆動ドッグ用レセプタクルを含む。被駆動中間インターフェイスは、駆動ドッグ及び係合構造を含む。

被駆動ディスクは、駆動中間インターフェイスとかみ合うように構成された被駆動インターフェイスを含む。被駆動インターフェイスは、係合レセプタクル、駆動ドッグ用レセプタクル、及び回転禁止要素を含む。回転禁止要素は、被駆動ディスクの回転を防止する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場合に、係合構造を受容するように構成される。

さらに別の態様では、機器は、手術用器具を含む。手術用器具は、被駆動ディスク用レセプタクルを有する本体を含む。手術用器具内にあるシャフトの基端部は、被駆動ディスク用レセプタクル内に延びる。被駆動ディスクは、被駆動ディスクが被駆動ディスク用レセプタクルに位置付けされるように、シャフトの基端部に取り付けられる。

被駆動ディスクは、被駆動インターフェイスを含む。被駆動インターフェイスは、係合レセプタクル、駆動ドッグ用レセプタクル、及び回転禁止要素を含む。回転禁止要素は、回転ロック機構を有する。回転禁止要素の係合の際に、回転ロック機構は、被駆動ディスク用レセプタクルに係合し、被駆動ディスクの回転を防止する。

駆動ドッグ用レセプタクルのそれぞれは、第１部分、第２部分、及び第３部分を含む。第１部分は、被駆動ディスクの基端面から被駆動ディスク内に延びる対向した側壁を含む。第２部分は、駆動ドッグ用レセプタクルの底面である。第３部分は、第１部分から第２部分に延びる。第３部分は、第３部分の２つの対向する側面を有する。第３部分の側面のそれぞれは、傾斜面を含む。一態様では、傾斜面は、楔形状の側面の一部である。一態様では、各駆動ドッグ用レセプタクルは、被駆動ディスクの縦軸から第１の距離に位置付けされた第１エッジ面と、第１エッジ面の反対側の開放した第２エッジ面とを含む。

係合レセプタクルは、被駆動ディスクの基端面から被駆動ディスク内に延びる溝を含む。溝は、第１端部から第２端部に延びる。溝は、幅及び深さを有する。溝の第１端部は、第１ギャップによって回転禁止要素から分離される。溝の第２端部は、第２ギャップによって回転禁止要素から分離される。溝の幅及び深さは、駆動中間インターフェイスの係合構造を中間ディスク上で受容するようにサイズ決めされる。

一態様では、回転禁止要素は、屈曲部である。回転ロック機構は、屈曲部から延びる。この態様では、回転ロック機構は、タングを含む。

被駆動ディスク用レセプタクルは、底面を有する。複数の歯が、底面から基端方向に延びる。

機器は、滅菌アダプタアセンブリも含む。手術用器具は、滅菌アダプタアセンブリに取り付けられる。滅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イスに結合した駆動中間インターフェイスを有する中間ディスクを含む。所定の予圧力を中間ディスクに加える際に、中間ディスクと被駆動ディスクとの間の結合部は、ゼロバックラッシュを有する。

機器は、手術用器具マニピュレータアセンブリも含む。滅菌アダプタアセンブリは、手術用器具マニピュレータアセンブリに取り付けられる。手術用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イスに結合した駆動インターフェイスを有する駆動出力ディスクを含む。所定の予圧力を駆動出力ディスクに加える際に、中間ディスクと駆動出力ディスクとの間の結合部は、外科処置で使用さ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低侵襲手術システムを示す図である。 従来の手術用装置アセンブリを示す図である。 低バックラッシュの手術用装置アセンブリを含む遠隔操作手術システムを示す図である。 図２の手術用装置アセンブリの構成をより詳細に示す図であり、手術用装置アセンブリは、既知のバックラッシュを有する。 滅菌アダプタアセンブリ及び手術用器具の手術用器具マニピュレータアセンブリへの取付けや、バックラッシュを低減するための予圧機構、器具取外しロックアウト、滅菌アダプタ取外しロックアウト、予圧解放、及び自動予圧リセットの操作を示すブロック図である。 滅菌アダプタアセンブリ及び手術用器具の手術用器具マニピュレータアセンブリへの取付けや、バックラッシュを低減するための予圧機構、器具取外しロックアウト、滅菌アダプタ取外しロックアウト、予圧解放、及び自動予圧リセットの操作を示すブロック図である。 滅菌アダプタアセンブリ及び手術用器具の手術用器具マニピュレータアセンブリへの取付けや、バックラッシュを低減するための予圧機構、器具取外しロックアウト、滅菌アダプタ取外しロックアウト、予圧解放、及び自動予圧リセットの操作を示すブロック図である。 滅菌アダプタアセンブリ及び手術用器具の手術用器具マニピュレータアセンブリへの取付けや、バックラッシュを低減するための予圧機構、器具取外しロックアウト、滅菌アダプタ取外しロックアウト、予圧解放、及び自動予圧リセットの操作を示すブロック図である。 滅菌アダプタアセンブリ及び手術用器具の手術用器具マニピュレータアセンブリへの取付けや、バックラッシュを低減するための予圧機構、器具取外しロックアウト、滅菌アダプタ取外しロックアウト、予圧解放、及び自動予圧リセットの操作を示すブロック図である。 滅菌アダプタアセンブリ及び手術用器具の手術用器具マニピュレータアセンブリへの取付けや、バックラッシュを低減するための予圧機構、器具取外しロックアウト、滅菌アダプタ取外しロックアウト、予圧解放、及び自動予圧リセットの操作を示すブロック図である。 滅菌アダプタアセンブリ及び手術用器具の手術用器具マニピュレータアセンブリへの取付けや、バックラッシュを低減するための予圧機構、器具取外しロックアウト、滅菌アダプタ取外しロックアウト、予圧解放、及び自動予圧リセットの操作を示すブロック図である。 図２の手術用器具マニピュレータアセンブリの先端部を示す図である。 挿入アセンブリに固定され、次に挿入軸線ベースアセンブリに取り付けられた手術用器具マニピュレータアセンブリを示す図である。 滅菌アダプタアセンブリを手術用器具マニピュレータアセンブリに取り付ける際の第１の態様を示す図である。 滅菌アダプタアセンブリを手術用器具マニピュレータアセンブリに取り付ける際の第１の態様を示す図である。 駆動出力ユニット及び滅菌アダプタアセンブリの別の態様を示す図である。 図８Ａの滅菌アダプタアセンブリの駆動出力ユニットへの結合を示す断面図である。 図８Ａの滅菌アダプタアセンブリの駆動出力ユニットへの結合を示す断面図である。 図８Ａの滅菌アダプタアセンブリの駆動出力ユニットへの結合を示す断面図である。 図８Ａの滅菌アダプタアセンブリ用の滅菌アダプタラッチアセンブリを示す断面図である。 図８Ａの滅菌アダプタアセンブリ用の滅菌アダプタラッチアセンブリを示す断面図である。 図８Ａの滅菌アダプタアセンブリ用の滅菌アダプタラッチアセンブリを示す断面図である。 図８Ａの滅菌アダプタアセンブリの底面斜視図である。 図８Ａの滅菌アダプタアセンブリの上面斜視図である。 図２の手術用器具をより詳細に示す図である。 図２の手術用器具をより詳細に示す図である。 手術用器具を滅菌アダプタアセンブリに取り付ける段階を示す図である。 手術用器具を滅菌アダプタアセンブリに取り付ける段階を示す図である。 手術用器具を滅菌アダプタアセンブリに取り付ける段階を示す図である。 手術用器具を滅菌アダプタアセンブリに取り付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結合、例えばかみ合わされ、且つ中間ディスクが被駆動ディスクに結合されるときの、ディスク・スタックを示す図である。 駆動ユニットアセンブリのハウジングを取り外した状態であり、且つ駆動出力ユニットの周りのハウジングを取り外した状態の手術用器具マニピュレータアセンブリを示す図である。 遊星減速機の側面図である。 遊星減速機の先端側の図である。 ２８：１の遊星減速機の基端側の図である。 ９：１の遊星減速機の基端側の図である。 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・カプラの端面図である。 駆動出力ディスク上の駆動インターフェイスを示す図である。 駆動ドッグの断面図である。 滅菌アダプタアセンブリを示す図である。 可動式本体の一部の拡大図であり、レセプタクル及び中間ディスクを示す。 中間ディスクの基端部上の被駆動中間インターフェイスを示す図である。 中間ディスクの先端部上の駆動中間インターフェイスを示す図である。 駆動ドッグ用レセプタクルの断面図である。 駆動出力ディスク上の駆動インターフェイスが、中間ディスク上の被駆動中間インターフェイスと部分的に結合した後の、軽予圧力の下で駆動ドッグ用レセプタクルに挿入された駆動ドッグを示す断面図である。 被駆動ディスクの基端部上の被駆動インターフェイスを示す図である。 被駆動インターフェイ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、すなわち部分的に結合されるが、かみ合わされていないときの、断面図である。 中間ディスク及び被駆動ディスクがかみ合わされたときの、断面図である。 挿入アセンブリの一態様をより詳細に示す図である。 予圧アセンブリをより詳細に示す図である。 予圧アセンブリをより詳細に示す図である。 予圧アセンブリのカム従動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。 モータパックが、距離Ｚｌｏａｄを移動し、駆動ユニット・ハウジングの上部に対して追加の距離Δを移動したことを示す図である。 モータパックが、距離Ｚｌｏａｄを移動し、駆動ユニット・ハウジングの上部に対して追加の距離Δを移動したことを示す図である。 予圧トラックの寸法の一態様を示す図である。 手術用器具の挿入距離に対する引込み力を示すグラフである。 予圧アセンブリをより詳細に示す図である。 カム従動アセンブリの解除を示す図である。 予圧アセンブリの自動予圧リセット機構を示す図である。 手術用器具マニピュレータアセンブリ、滅菌アダプタアセンブリ、及び手術用器具の断面図であり、手術用器具マニピュレータアセンブリのモータパックが、展開された複数のハードストップを含む。 解除ラッチ機構と、解除ラッチ機構の操作を阻止する機構を示す図である。 解除ラッチ機構と、解除ラッチ機構の操作を阻止する機構を示す図である。

図面では、一桁台の図番について、要素の参照符号の最初の数字は、その要素が最初に現れる図面の番号である。二桁台の図番について、要素の参照符号の最初の２桁の数字は、その要素が最初に現れる図面の番号である。

一態様では、手術システム２００（図２参照）、例えば低侵襲性の遠隔操作手術システムは、アーム２２０を有する患者側カート２１０を含む。エントリガイド・マニピュレータ２３０が、アーム２２０の端部にある。マスター器具マニピュレータ２８０が、エントリガイド・マニピュレータ２３０に取り付けられ、次に、そのマスター器具マニピュレータ２８０は、複数の手術用装置アセンブリを支持する。一態様では、手術用装置アセンブリは、手術用器具マニピュレータアセンブリ２４０、器具滅菌アダプタアセンブリ２５０、及び手術用器具２６０を含む。

手術用器具マニピュレータアセンブリ２４０は、時には、器具マニピュレータアセンブリ２４０と呼称される。器具滅菌アダプタアセンブリ２５０は、時には、滅菌アダプタアセンブリ２５０と呼称される。

エントリガイド・マニピュレータ２３０は、手術用装置アセンブリのピッチ及びヨー運動をグループとして変更する。各手術用器具２６０のメインチューブは、異なるチャネルを通ってシングルポートのエントリガイド２７０内に延びる。この態様では、シングルポートのエントリガイド２７０は、カニューレに取り付けられる。シングルポートは、患者内部の手術部位への単一のアクセス位置（例えば、単一の切開部、単一の自然オリフィス等）を指す。

本明細書で使用される場合に、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チューブである。カニューレは、一般的に、患者に対して出入りするように摺動しないが、カニューレは、運動の遠隔中心と呼称されるその軸線上の点の周りでピッチ及びヨー運動をすることができる。

本明細書で使用される場合に、シングルポートのエントリガイド２７０は、全ての手術用器具及びカメラ機器が、患者内部の位置に到達するために通過しなければならないチューブである。エントリガイド２７０は、それぞれの器具について別々の管腔を有する。エントリガイド２７０は、カニューレを通過し、且つカニューレに対してねじることができる。

本明細書で使用される場合に、バックラッシュは、機械的なインターフェイスの接続部を移動させずに、この機械的なインターフェイスの一部を移動してしまう最大角度である。手術用器具２６０は、制御したトルク及び位置を器具マニピュレータアセンブリ２４０から手術用器具２６０に伝達させるのに不利な影響を与えるようなバックラッシュに敏感である。以下でより完全に説明するように、手術用器具２６０は、機械的なインターフェイスを介して器具マニピュレータアセンブリ２４０のモータに結合される。機械的なインターフェイスと器具マニピュレータアセンブリ２４０との組合せは、例えば０．７度未満の低バックラッシュを有する。一態様では、器具マニピュレータアセンブリ２４０内の出力ディスク（駆動出力ディスク）から手術用器具２６０の入力ディスク（被駆動ディスク）までで、機械的なインターフェイスは、ゼロバックラッシュを有する。

一態様では、機械的なインターフェイスは、滅菌アダプタアセンブリ２５０を含む。滅菌アダプタアセンブリ２５０は、滅菌ドレープ（図示せず）を含む。滅菌ドレープは、当技術分野の精通者に知られている構成と同等の態様で構成される。滅菌アダプタアセンブリ２５０は、使い捨て製品である。従って、滅菌アダプタアセンブリ２５０に実装された機械的なインターフェイスの部分は、以下でより完全に説明するように、最小の部品点数を含む。

手術用器具２６０の伝達ユニットが、複数の並列入力シャフトを有する。製造のばらつきや公差によって、これらの入力シャフトの全てが、完全に平行に又は正確に配置されるわけでない。このため、機械的なインターフェイスは、手術用器具２６０を器具マニピュレータアセンブリ２４０に係合する過程で、シャフト角度及び平面の位置ずれに対応しなければならない。機械的なインターフェイスは、器具の係合プロセスの間に、非常に小さな実質的にゼロの器具チップの動きで、手術用器具２６０を器具マニピュレータアセンブリ２４０内の駆動モータに結合する。以下でより完全に説明するように、手術用器具２６０が器具マニピュレータアセンブリ２４０内のモータに係合されるまで、器具チップの動きは、阻止される。また、機械的なインターフェイスのバックラッシュが最小化されるまで、手術用器具２６０の先端部は、カニューレの先端部を越えて延びない。

制御装置２９０が、外科医側制御コンソール（図示せず）及び患者側カート２１０に接続される。制御装置２９０は、システム２００の各種制御装置を表す。制御装置２９０は、制御コマンドに応答して、手術用器具２６０に制御コマンドを送信する。制御コマンドは、外科医による外科医側制御コンソールでのマスターの動きに基づくものである。システム制御装置２９０の表示モジュールは、スレーブである手術用器具２６０が制御コマンドに応答して移動すると、外科医側制御コンソールの表示装置によって生成された手術部位の立体ビューも更新する。

制御装置２９０について説明したが、制御装置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合せによって実現してもよいことを理解されたい。また、その機能は、本明細書で説明するように、１つのユニットによって実行される、又は様々なコンポーネント間で分割されてもよく、各機能は、次に、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合せによって実施することができる。異なるコンポーネント間で分割されるときに、コンポーネントは、一箇所に集中させてもよく、又は分散処理のためにシステム２００に亘って分散させてもよい。プロセッサは、少なくとも論理ユニット及びこの論理ユニットに関連するメモリを含むことを理解すべきである。

図３Ａ及び図３Ｂは、エントリガイド・マニピュレータ２３０に取り付けられた４つの手術装置アセンブリ３００を示す。図３Ａでは、手術用装置アセンブリ３００は、初期位置、例えば第１の位置に位置付けされる。以下でより完全に説明するように、機械的なインターフェイスは、器具マニピュレータアセンブリ２４０内のモータと手術用器具２６０の伝達ユニット内のシャフトとの間にディスク・スタックを含む。図３Ａの構成では、第１の予圧力が、ディスク・スタックに加えられ、例えば、第１の所定の力が、ディスク・スタックに加えられる。

第１の予圧力は、機械的なインターフェイスのディスク同士の間の相対運動を防止するために、ディスク・スタック内のディスクを一緒に十分緊密にクランプするのに十分ではないため、この第１の予圧力を用いると、機械的なインターフェイスは、ある程度のバックラッシュを有し得る。しかしながら、第１の予圧力と組み合された機械的なインターフェイスのディスク・スタック内のディスクの設計は、バックラッシュが最小化されるまで、ディスク・スタック内のディスクが、係合したままである、例えば部分的に結合したままであることを保証する。

低予圧力である第１予圧力を用いると、機械的なインターフェイス内のディスクは、第１のトルクレベル、例えば摩擦係数を０．１と仮定して１．１７インチポンド(0.1322Nm)までのゼロバックラッシを有する。第１のトルクレベルを超えると、既知の小さなバックラッシュ、例えば１．１３度のバックラッシュが存在し得る。以下で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を動的に素早くかみ合わせるのに十分な力が使用されるので、この力は、典型的には、第１のトルクレベルよりも大きいトルクレベルを供給する。この例では、機械的なインターフェイス内のディスクは、非ゼロバックラッシュを有する。こうして、機械的なインターフェイスは、この場合に、非ゼロバックラッシュを有すると言われる。

図３Ｂでは、４つの手術用装置アセンブリのうちの３つが先端側に移動されている。矢印３９０は、先端方向及び基端方向を規定する。ここでは、先端方向は、患者２０１に向けてマスター器具マニピュレータ２８０から離れる方向である。基端方向は、患者２０１から離れてマスター器具マニピュレータ２８０に向かう方向である。

手術用装置アセンブリ３００が挿入アセンブリ３３１上で先端側に移動すると、ディスク・スタック上の予圧力は、第１の予圧力から第２の予圧力に自動的に増加する。第２の予圧力は、第２の所定の力の一例である。第２の予圧力は、外科処置で使用されるトルクレベルについて、機械的なインターフェイスのバックラッシュ、すなわちディスク・スタック内のディスク同士の間のバックラッシュをゼロに低減する。

一態様では、第２の予圧力は、高予圧力、例えば２．３ポンド(1.043kg)である。今説明したように、機械的なインターフェイス内のディスク、従って機械的なインターフェイスは、外科処置で使用されるトルクレベルにおいてゼロバックラッシを有する。一例では、摩擦係数を０．１と仮定した場合に、機械的なインターフェイスは、トルクレベルについて最大４．９インチポンド(0.5537Nm)までゼロバックラッシュを有する。手術で有用な力をエンドエフェクタに加える手術用器具２６０について、特定のトルクを機械的なインターフェイス内のディスクに加えなければならない。これは、手術で有用なトルクとみなされる。一例では、手術で有用なトルクは、４．４２５インチポンド(0.5000Nm)であり、それによってこの態様では、機械的なインターフェイスは、外科処置に使用さ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。

以下でより完全に説明するように、従来技術とは異なり、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内で行われる。以前では、バックラッシュは、使い捨ての滅菌アダプタアセンブリ内で制御されており、一実施例では、滅菌アダプタアセンブリが弾力特性を有する射出成形部品を含むことを必要としていた。バックラッシュの器具マニピュレータアセンブリ２４０内での移動制御には、機械加工部品を使用することができ、そのためバックラッシュを低減することができる。

図４Ａ〜４Ｇは、滅菌アダプタアセンブリ及び手術用器具を手術用器具マニピュレータアセンブリに取り付ける際のブロック図である。図４Ａ〜図４Ｇに示される他の態様は、バックラッシュを減らすための予圧機構、器具取外しロックアウト、滅菌アダプタ取外しロックアウト、予圧解放、及び自動予圧リセットの操作を含む。図４Ａ〜図４Ｇは、縮尺通りではない。図４Ａ及び図４Ｇの矢印３９０は、図４Ａ〜図４Ｇのそれぞれの図面における基端方向及び先端方向を示している。

図４Ａは、挿入アセンブリ４３１に固定された手術用器具マニピュレータアセンブリ４４０を示す。具体的には、器具マニピュレータアセンブリのハウジング４４８が、挿入アセンブリ４３１の先端部に固定して取り付けられるので、器具マニピュレータアセンブリのハウジング４４８は、挿入アセンブリ４３１の動きに伴って移動する。しかしながら、器具マニピュレータアセンブリのハウジング４４８内のモータパック４４６は、レール４３９上を移動することができる。モータパック４４６は、器具マニピュレータアセンブリのハウジング４４８に対して先端方向及び基端方向に移動することができる。モータパック４４６は、戻しばね４４７によって、器具マニピュレータアセンブリのハウジング４４８に結合される。

モータパック４４６は、予圧アセンブリ４８０によって挿入アセンブリ４３１に移動可能に結合される。予圧アセンブリ４８０は、挿入アセンブリ４３１の予圧トラックに乗っている。以下でより完全に説明するように、予圧アセンブリ４８０が先端方向に移動する際に、予圧アセンブリ４８０は、先端方向の縦力をモータパック４４６に供給する。予圧アセンブリ４８０は、予圧解放ボタン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、複数の駆動モータ及び複数の駆動出力アセンブリを含む。複数の駆動モータ内の各駆動モータは、複数の駆動出力アセンブリ内の対応する駆動出力アセンブリ４４３に結合される。

駆動出力アセンブリ４４３は、予圧ばねアセンブリ及び駆動出力ディスク４４５を含む。駆動出力アセンブリ４４３は、予圧ばねアセンブリと駆動出力ディスク４４５との間に位置付けされた低バックラッシュ・カプラも含む。駆動出力ディスク４４５は、入力ピンのセットにより、低バックラッシュ・カプラに結合される。以下でより完全に説明するように、駆動出力ディスク４４５は、先端面を含む円筒形状のディスクである。各駆動出力ディスク４４５の先端部は、駆動インターフェイスを有する。駆動インターフェイスは、駆動ドッグ及び位置合せ要素を含む。

駆動ドッグは、先端面から先端方向に延びる。各駆動ドッグは、先端面から延びる３次元構造、例えば３次元矩形構造を含む第１部分と、第１部分から延びる第２部分とを含む。駆動ドッグの第２部分は、第２部分の２つの対向する側面を含み、第２部分の側面のそれぞれは、湾曲面を含む。一態様では、湾曲面は、円形断面の一部、例えば円筒体の外面の一部である。

モータパック４４６は、モータパック４４６の先端面から延びるように構成された複数のハードストップ４３７を含み、モータパック４４６は、解除ラッチを阻止する解除ラッチ阻止ストップ４３８も含む。解除ラッチ阻止ストップ４３８は、モータパック４４６の片側から先端方向に延びる。解除ラッチ４３５が、器具マニピュレータアセンブリのハウジング４４８の壁に取り付けられる。ラッチピン４３５Ｐが、解除ラッチ４３５の基端部に結合される。

図４Ａは、予圧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、完全な引込み位置にある。この構成では、戻しばね４４７が、モータパック４４６を器具マニピュレータアセンブリのハウジング４４８内に後退させるので、駆動出力ディスク４４５を含む複数の駆動出力ディスクは、器具マニピュレータアセンブリのハウジング４４８の先端面から延びていない。モータパック４４６の先端面は、完全な引込み位置である位置４３２にある。

一態様では、モータパック４４６が完全な引込み位置４３２に位置するときに、制御装置２９０によって、挿入アセンブリ４３１を、予圧アセンブリ４８０が乗った予圧トラック上を移動させる。予圧トラックの運動によって、予圧アセンブリ４８０が、縦力をモータパック４４６に加えることになる。モータパック４４６上の縦力によって、モータパック４４６を器具マニピュレータアセンブリのハウジング４４８に対して先端側に位置４３３まで移動させ、それによって、図４Ｂに示されるように、駆動出力ディスク４４５を含む複数の駆動出力ディスクは、器具マニピュレータアセンブリのハウジング４４８の先端面から延びる。モータパック４４６が位置４３２にあるとすると、戻しばね４４７は、モータパック４４６が位置４３３にあるときに、その初期状態から伸長する。

手術用装置インターフェイス要素４５０、例えば滅菌アダプタを、図４Ｂに示されるように構成された器具マニピュレータアセンブリ４４０に取り付けることができる。しかしながら、手術用装置インターフェイス要素４５０をこの構成で取り付けるには、取付け作業中に、予圧ばねアセンブリを含む複数の予圧ばねアセンブリを駆動出力アセンブリ４４３内で圧縮させる必要がある。

従って、一態様では、モータパック４４６が図４Ｂに示される位置にある場合に、手術用装置インターフェイス要素４５０を取り付ける前に、予圧解放ボタン４８２は、予圧機構４０８によってモータパック４４６に加えられた最初の縦力が解放されるように、起動される。結果として、戻しばね４４７は、図４Ａに示されるように、モータパック４４６を完全な引込み位置４３２に引っ張る。

モータパック４４６が完全な引込み位置４３２にある状態で、一態様では、手術用装置インターフェイス要素４５０の一端上のタングが、器具マニピュレータアセンブリのハウジング４４８内の溝に位置付けされ、手術用装置インターフェイス要素４５０の他端が、図４Ｃに示されるように、その他端が解除ラッチ４３５と係合するまで、基端方向に移動される。モータパック４４６が完全に引き込まれた図４Ｃの構成では、解除ラッチ４３５の基端部を押した場合に、解除ラッチ４３５は、手術用装置インターフェイス要素４５０を解放し、及び手術用装置インターフェイス要素４５０を、器具マニピュレータアセンブリ４４０から取り外すことができる。しかしながら、一態様では、モータパック４４６が完全な引込み位置４３２にある間に、手術用器具を手術用装置インターフェイス要素４５０に取り付けた場合に、解除ラッチ４３５の操作は、予圧解放ボタン４８２が押された後まで、例えばこの予圧解放ボタンが起動されるまで、解除ラッチ阻止ストップ４３８によって阻止される。

従って、この態様では、手術用装置インターフェイス要素４５０（図４Ｃ参照）は、器具マニピュレータアセンブリ４４０の先端面に取り付けられる。以下でより完全に説明するように、手術用装置インターフェイス要素４５０は、フレーム４５１及び可動式本体４５１Ｃを含む。可動式本体４５１Ｃは、フレーム４５１内で基端方向及び先端方向に移動することができる。複数の中間ディスクは、これら複数の中間ディスクのそれぞれが、フレーム４５１に対して回転できるように可動式本体４５１Ｃに取り付けられる。この態様では、複数のディスク内の各中間ディスクは同じであるので、中間ディスク４５３は、複数の中間ディスクのそれぞれのディスクを表す。

複数の中間ディスクの各中間ディスク４５３は、被駆動中間インターフェイス４５５、第１の中間ディスクインターフェイス、及び駆動中間インターフェイス４５６、第２の中間ディスクインターフェイスを含む。被駆動中間インターフェイス４５５は、駆動中間インターフェイス４５６の反対側にあり且つこれから取り外される。一態様では、以下でより完全に説明するように、被駆動中間インターフェイス４５５は、第１の位置合せレセプタクル及び駆動ドッグ用レセプタクルを含む。駆動中間インターフェイス４５６は、駆動ドッグ及び係合構造を含む。

被駆動中間インターフェイスの駆動ドッグ用レセプタクルのそれぞれは、被駆動中間インターフェイスの駆動ドッグ用レセプタクルのそれぞれが、第１平面によって二等分されるように、位置付けされる。駆動中間インターフェイスの駆動ドッグのそれぞれは、被駆動中間インターフェイスの駆動ドッグのそれぞれが、第２平面によって二等分されるように、位置付けされる。第１平面は、第２平面に直交する。

被駆動中間インターフェイスの駆動ドッグ用レセプタクルのそれぞれは、外面から中間ディスク内に延びる対向した側壁を含む第１部分、底面を含む第２部分、及び第１部分から第２部分に延びる第３部分を含む。第３部分は、第３部分の２つの対向する側面を含み、第３部分の各側面は、傾斜面を含む。

駆動中間インターフェイスの駆動ドッグのそれぞれは、第１部分と、第１部分から延びる第２部分とを含む。第１部分は、３次元構造、例えば３次元矩形構造である。第２部分は、第２部分の２つの対向する側面を含み、第２部分の各側面は、湾曲面を含む。係合構造は、中間ディスクの先端面から先端方向に延びる開放３次元構造を含む。

可動式本体４５１Ｃは、複数のハードストップ・レセプタクル４５７も含む。複数のハードストップ・レセプタクル４５７は、可動式本体４５１Ｃ内で可動式本体４５１Ｃの基端面から先端方向に延びる。

一態様では、器具マニピュレータアセンブリ４４０は、手術用装置インターフェイス要素４５０を器具マニピュレータアセンブリ４４０に取り付けたときの信号を制御装置２９０に送信するセンサを含む。この信号に応答して、制御装置２９０によって、挿入アセンブリ４３１を、予圧アセンブリ４８０が乗った予圧トラックを移動させ、それによって、予圧アセンブリ４８０は、リセットされ、且つ予圧アセンブリ４８０は、縦力をモータパック４４６に自動的に加える。モータパック４４６上の縦力によって、モータパック４４６を器具マニピュレータアセンブリのハウジング４４８に対して先端側に位置４３３まで移動させる。

モータパック４４６を完全な引込み位置４３２から位置４３３に移動する際に、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イスは、複数の中間ディスクの複数の被駆動中間インターフェイスの対応する被駆動中間インターフェイス４５５に接触し、次に、各中間ディスク４５３は、可動式本体４５１Ｃに接触する。可動式本体４５１Ｃがフレーム４５１内で可能な限り先端側に移動するときに、駆動出力ディスク４４５の先端方向の更なる動きが阻止される。

結果として、モータパック４４６が位置４３３に移動し続けると、縦力に応じて、戻しばね４４７はさらに伸長され、複数の駆動出力アセンブリの各駆動出力アセンブリ４４３内の予圧ばねアセンブリは、予圧力が、複数の駆動出力ディスク内の各駆動出力ディスク４４５に作用するように圧縮される。予圧力によって、駆動出力ディスク４４５及び対応する被駆動中間インターフェイス４５５が押圧され、それによって予圧力は、手術用装置インターフェイス要素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に示されている。

また、時には手術用装置インターフェイスと呼称される手術用装置インターフェイス要素４５０を、器具マニピュレータアセンブリ４４０に最初に取り付けたときに、被駆動中間インターフェイス４５５の要素は、駆動出力ディスク４４５上で駆動インターフェイスの対応する要素と位置合わせされないことがある。ディスク４５３及び４４５の要素が位置合わせされない場合に、これら２つのディスクは、駆動中間インターフェイス及び被駆動中間インターフェイスの機構によって一緒に部分的に結合されるが、２つのディスクは、互いに結合していない、例えばかみ合っていない。

次に、制御装置２９０は、駆動出力ディスク４４５を回転させるための信号を器具マニピュレータアセンブリ４４０に送る。以下でより完全に説明するように、駆動出力ディスク４５５の駆動インターフェイスが中間ディスク４５３の被駆動中間インターフェイス４４５とかみ合うまで、中間ディスク４５３の回転が阻止され、駆動出力ディスク４４５が回転される。また、以下でより完全に説明するように、駆動出力ディスク４４５上の駆動インターフェイスの要素を中間ディスク４５３上の被駆動中間インターフェイス４５５の対応する要素と部分的に結合することによって、これら２つのディスクは、２つのディスクが回転する際に、予圧力の下で部分的に結合したままの状態となることを保証する。一態様では、２つのディスクを結合するときに、別のセンサが、ディスク・スタックの高さ変化を検出し、駆動出力ディスク４４５の回転を停止させるための信号を制御装置２９０に送る。２つのディスクのかみ合いを感知するための代替技術について以下で説明する。２つのディスクがかみ合うときに、ディスク・スタックの高さが低下するため、予圧力が低下する。

モータパック４４６が位置４３３にあるときに、解除ラッチ阻止ストップ４３８は、解除ラッチ４３５に結合されたラッチピン４３５Ｐの前方に延びる。従って、誰かが解除ラッチ４３５の基端部を押して、手術用装置インターフェイス要素４５０を解放しようとした場合に、手術用装置インターフェイス要素４５０を解放するために解除ラッチ４３５を十分に旋回させることができないので、ラッチピン４３５Ｐは、手術用装置インターフェイス要素４５０を解放するのを防止する解除ラッチ阻止ストップ４３８に接触する。こうして、手術用装置インターフェイス要素４５０上に予圧力が存在する間は、手術用装置インターフェイス要素４５０を取り外すことができない。

別の態様では、手術用装置インターフェイス要素４５０を器具マニピュレータアセンブリ４４０に取り付けるときに、信号が制御装置に送信されないので、モータパック４４６は、図４Ｃに示されるように、完全に解放された位置４３２に留まる。手術用器具４６０は、図４Ｂの構成又は図４Ｃの構成のいずれかで、器具マニピュレータアセンブリ４４０に結合される。例示の目的のために、図４Ｃの構成を使用する。

一態様では、手術用器具４６０の第１端部は、図４Ｅに示されるように、手術用器具４６０が適切な位置に保持されるまで、手術用装置インターフェイス要素４５０のフレーム４５１の斜面に沿って摺動される。一態様では、手術用器具４６０は、本体４６５及びメインチューブ４６７を含む。メインチューブ４６７は、本体４６５から先端側に延びる。本体４６５は、被駆動ディスク用レセプタクル４６３、シャフト４６６、及び被駆動ディスク４６４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介して器具の１つ以上の構成要素に伝達する伝達ユニットの一部である。

シャフト４６６の基端部は、被駆動ディスク用レセプタクル４６３内に延びており、被駆動ディスク４６４は、被駆動ディスク４６４が、被駆動ディスク用レセプタクル４６３に位置付けされるようにシャフト４６６の基端部に取り付けられる。被駆動ディスク４６４は、中間ディスク４５３の駆動中間インターフェイス４５６とインターフェイス接続する被駆動インターフェイスを含む。

被駆動ディスク４６４の被駆動インターフェイスは、係合レセプタクル、駆動ドッグ用レセプタクル、及び回転禁止要素を含む。駆動ドッグ用レセプタクルは、上述したものと同等である。回転禁止要素は、回転ロック機構を含む。回転禁止要素の係合の際に、回転ロック機構は、被駆動ディスク用レセプタクル４６４に係合し、且つ被駆動ディスク４６４の回転を防止する。

手術用器具４６０を器具マニピュレータアセンブリ４４０に結合するときに、各被駆動ディスク４６４は、中間ディスク４５３が自由に回転できるように、手術用装置インターフェイス要素４５０内の対応する中間ディスク４５３を基端側に押圧する。これは、ディスク・スタック上の予圧力を増加させる。しかしながら、手術用器具４６０を手術用装置インターフェイス要素４５０に最初に取り付けるときに、駆動中間インターフェイス４５６の要素は、被駆動ディスク４６４上で被駆動インターフェイ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場合に、これら２つのディスクは、駆動中間インターフェイス４５６内の及び被駆動インターフェイス内の機構によって一緒に部分的に結合されるが、２つのディスクは、互いにかみ合っていない。

以下でより完全に説明するように、中間ディスク４５３の駆動中間インターフェイス４５６が、被駆動ディスク４６４の対応する被駆動インターフェイスと位置合わせされていない場合に、中間ディスク４５３の駆動中間インターフェイス４５６上の係合構造は、手術用器具４６０の被駆動ディスク４６４上で回転禁止要素に係合する。回転禁止要素は、回転ロック機構を含む。回転禁止要素の係合の際に、回転ロック機構は、被駆動ディスク用レセプタクル４６４に係合し、且つ被駆動ディスク４６４の回転を防止する。

手術用器具４６０を器具マニピュレータアセンブリ４４０に結合させるときに、器具マニピュレータアセンブリ４４０は、手術用器具４６０の存在を検出し、信号を制御装置２９０に送る。この信号に応答して、制御装置２９０は、駆動出力ディスク４４５を回転させるための信号を器具マニピュレータアセンブリ４４０に送る。中間ディスク４５３の駆動中間インターフェイス４５６が、所定の位置に固定された被駆動ディスク４６４と一緒に回転する際に、駆動中間インターフェイス４５６上の各要素は、被駆動ディスク４６４の被駆動インターフェイスの対応する要素と位置合わせされるように回転し、この対応する要素とかみ合う。駆動中間インターフェイス４５６と被駆動ディスク４６４上の被駆動インターフェイスとの結合によって、被駆動ディスク４６４上の回転ロックが解放される。こうして、ディスクのスタック、つまりディスク４４５，４５３，４６４は、ユニットとして回転する。ディスク４５３及び４６４を結合するときに、センサは、ディスク・スタックの高さ変化を再び検出し、駆動出力ディスク４４５の回転を停止させる信号を制御装置２９０に送る。ディスクのスタックがかみ合わされるときに、ディスク・スタックに加えられた予圧力は、第１の縦力、すなわち第１の予圧力と呼称される。

上述した説明は、手術用器具４６０が、図４Ｄに示される構成で器具マニピュレータアセンブリ４４０及び手術用装置インターフェイス要素４５０に一緒に取り付けられると仮定した。しかしながら、別の態様では、器具マニピュレータアセンブリ４４０及び手術用装置インターフェイス要素４５０が図４Ｃに示された構成となる場合であって、手術用器具４６０を取り付けるときに、上述したように、センサは信号を制御装置に送信し、制御装置は、ディスク４４５，４５３，４６４が予圧力を下回るように予圧力を自動的にリセットする。次に、制御装置は、上述したのと同じ方法で、ディスクのスタックが位置合わせされ、かみ合う状態になり、及びユニットとして回転するように被駆動ディスク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、手術用器具４６０を取り付けるときに、得られる構成は、図４Ｅに示される。

第１の縦力がモータパック４４６に加えられる図４Ｅの構成では、手術用装置インターフェイス要素４５０は、予圧を解放することなく取り外すことはできない。しかしながら、手術用器具４６０は、依然として取り外すことができる。以下でより完全に説明するように、一態様では、手術用器具４６０の両側に解除ボタンがある。解除ボタンを係合することによって、手術用器具４６０内の機構が手術用装置インターフェイス要素４５０内の可動式本体４５１Ｃを基端側に押し、それによって、中間ディスク４５３及び被駆動ディスク４６４の係合が解除され、手術用器具４６０を取り外すことができる。

挿入アセンブリ４３１に沿って器具マニピュレータアセンブリ４４０を移動させることにより、手術用器具４６０をカニューレ内に挿入する際に、第２の予圧力は、メインチューブ４６７に結合した端部要素がカニューレの先端部から突出する前に、予圧アセンブリ４８０によってディスク４４５，４５３，４６４のディスク・スタックに加えられる。特に、手術用器具４６０が先端側に移動する際に、予圧アセンブリ４８０は、予圧トラックに沿って先端側に移動する。以下で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を所定の距離Ｚｌｏａｄだけ先端側に移動するときに、予圧アセンブリ４８０によって、モータパック４４６を、所定の距離Ｚｌｏａｄに加えて追加の距離Δを移動させ、それによってモータパック４４６は位置４３４となる。モータパック４４６の追加の距離Δの移動によって、複数の駆動出力アセンブリの各駆動出力アセンブリ４４３内の予圧ばねアセンブリが圧縮され、それによって、第２の予圧力が、複数の駆動出力ディスク内の各駆動出力ディスク５４５に作用する。第２の予圧力は、手術用器具２６０の先端部がカニューレから抜け出る前に、駆動ユニット４４１内のモータシャフトの回転と手術用器具４６０内のシャフト４６７の回転との間のバックラッシュを０．７度未満に低減する。

モータパック４４６の追加の距離Δの移動によって、戻しばね４４７がさらに伸長され、加えて、複数のハードストップ４３７のそれぞれを、複数のハードストップ・レセプタクル４５７内の対応するハードストップ・レセプタクルに挿入させる。複数ハードストップ４３７は、手術用装置インターフェイス要素４５０内での可動式本体４５１Ｃのあらゆる基端側への移動を防止する。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の組合せは、手術用器具の取外しインターロックを形成し、手術用器具４６０の取り外しを防止する。使用者が解除ボタンを手術用器具４６０に係合しようとする場合に、手術用器具４６０内の機構は、複数のハードストップ４３７が、可動式本体４５１Ｃの基端側へのあらゆる移動を防止するので、手術用装置インターフェイス要素４５０内の可動式本体４５１Ｃを基端側に押すことはできず、それによって中間ディスク４５３及び被駆動ディスク４６４の係合を解除することはできない。

複数のハードストップ・レセプタクル４５７の使用は、単なる例示であり、限定するものではない。別の態様では、複数のハードストップ・レセプタクル４５７は、使用されない。代わりに、複数のハードストップ４３７が、可動式本体４５１Ｃの基端面に接触し、可動式本体４５１Ｃの基端方向への移動を防止する。

いくつかの理由で、手術用器具４６０の先端チップがカニューレの先端部を越えて延びる間に、手術用器具４６０を取り外す必要がある場合に、使用者は、予圧解放ボタン４８２を押す。押されたときに、予圧解放ボタン４８２によって、モータパック４４６上の縦力が解放される。その結果、戻しばね４４７は、モータパック４４６を完全な引込み位置４３２に引っ張る。

モータパック４４６が完全に引き込まれた状態で、複数のハードストップ４３７は、手術用装置インターフェイス要素４５０の可動式本体４５１Ｃ内の複数のハードストップ・レセプタクル４６７から後退され、ディスク４５３及び４６４は、もはや予圧力を受けていない。従って、手術用器具４６０上の解除ボタンを使用して、挿入アセンブリ４３１の任意の位置で手術用器具４６０を手術用装置インターフェイス要素４５０から取り外すことができる。加えて、解除ラッチ阻止ストップ４３８が引き抜かれ、及び解除ラッチ４３５を使用して、挿入アセンブリ４３１の任意の位置で手術用装置インターフェイス要素４５０を器具マニピュレータアセンブリ４４０から係合を解除することができる。一態様では、手術用装置インターフェイス要素４５０の解放は、予圧解放ボタン４８２が押された後まで阻止され、例えば解除ラッチ阻止ストップ４３８は、予圧解放ボタン４８２が押された後まで、解除ラッチ４３５の操作を阻止する。上述したように、予圧は、自動的にリセットされ、次回の手術用装置インターフェイス要素４５０が設置され、且つ挿入アセンブリ４３１が完全な退避位置に移動される。

図５〜図１３は、図３Ａに示される構成を得るための手術用装置アセンブリ３００の部品取付けの一態様を示す図である。図５は、器具マニピュレータアセンブリ２４０の先端部を示す。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及び駆動出力ユニット５４２を含む。この態様では、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つの駆動出力アセンブリを含む。ここで、駆動出力アセンブリ５４３は、８つの駆動出力アセンブリのいずれか１つを指す。一態様では、８つの駆動出力アセンブリのうちの６つのみが使用される。駆動出力アセンブリ５４３は、時にはカプラ５４４と呼称される低バックラッシュ・カプラ５４４、及び駆動出力ディスク５４５を含む。図１６Ａも参照されたい。一態様では、０．３度未満のバックラッシュを有するカプラは、低バックラッシュ・カプラとみなされる。

駆動出力ディスク５４５は、出力ピンのセットにより低バックラッシュ・カプラ５４４に結合される。以下でより完全に説明するように、駆動出力ディスク５４５は、先端面を含む円筒形状のディスクである。各駆動出力ディスク５４５の先端部は、駆動インターフェイス５５７を有する。駆動インターフェイス５５７は、駆動ドッグ及び位置合せ要素を含む。図５では、駆動ドッグと、第１及び第２の位置合せ要素とが、駆動出力ディスク５４５の先端面から先端方向に延びる（図１６Ｃ参照）。

図６は、挿入アセンブリ３３１に固定され、次に挿入軸線ベースアセンブリ６３２に取り付けられる器具マニピュレータアセンブリ２４０を示す。挿入軸線ベースアセンブリ６３２は、挿入アセンブリ３３１を移動させるためのモータ及び電力機器を含む。

滅菌アダプタアセンブリ２５０は、滅菌アダプタフレーム６５１及び滅菌ドレープ（図示せず）を含む。滅菌ドレープは、滅菌アダプタフレーム６５１に固定して取り付けられる。滅菌アダプタアセンブリ２５０は、手術用装置インターフェイス要素の一例である。滅菌アダプタフレーム６５１は、手術用装置インターフェイス要素本体の一例である。より一般的に言うと、手術用装置インターフェイス要素は、駆動システムの駆動インターフェイスと手術用器具の被駆動インターフェイスとの間に機械的なインターフェイスを含む構造である。

複数のタング６５２Ａ，６５２Ｂが、滅菌アダプタフレーム６５１の第１端部６５１Ａから延びる。第１端部６５１Ａは、時には、滅菌アダプタアセンブリ２５０の及び滅菌アダプタフレーム６５１の閉鎖端とも呼称される。各タング６５２Ａ，６５２Ｂは、駆動出力ユニット５４２の複数の溝内の対応する溝６４７Ａと６４７Ｂにかみ合うように構成される。滅菌アダプタフレーム６５１の第２端部６５１Ｂは、滅菌アダプタフレーム６５１を駆動出力ユニット５４２に取り付けるときに、駆動出力ユニット５４２の滅菌アダプタ解除ラッチ６３５と係合するリップ６５４を含む。第２端部６５１Ｂは、時には、滅菌アダプタアセンブリ２５０の及び滅菌アダプタフレーム６５１の開放端とも呼称される。

以下でより完全に説明するように、滅菌アダプタフレーム６５１は、可動式本体６５１Ｃを含む。可動式本体６５１Ｃは、滅菌アダプタフレーム６５１内で基端方向及び先端方向に移動することができる。

複数の中間ディスク６５３Ｐが、可動式本体６５１Ｃの複数の中間ディスクレセプタクルに取り付けられ、それによって、各中間ディスクは、滅菌アダプタフレーム６５１に対して及び可動式本体６５１Ｃに対して回転することができる。こうして、複数の中間ディスク６５３Ｐは、滅菌アダプタフレーム６５１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内の各中間ディスクを表す。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の側に被駆動中間インターフェイス６５５と、中間ディスク６５３の第２の側に駆動中間インターフェイス７５６（図７参照）とを含む。第１の側は、第２の側とは反対側にあり、且つ第２の側から取り外される。各中間ディスク６５３の被駆動中間インターフェイス６５５は、中間ディスク６５３が可動式本体６５１Ｃの中間ディスクレセプタクルに取り付けられた状態で、図６に確認することができる。被駆動中間インターフェイス６５５は、駆動出力ユニット５４２内の駆動出力ディスク５４５上で駆動インターフェイス５５７にかみ合うように構成される。

滅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の対応する溝６４７Ａ，６４７Ｂ内に挿入される。図７Ａを参照されたい。次に、滅菌アダプタフレーム６５１は、リップ６５４が滅菌アダプタ解除ラッチ６３５によって係合されるまで、回転される。要素６５２Ａ，６５２Ｂをタングと呼称すること及び要素６４７Ａ，６４７Ｂを溝と呼称することは、単なる例示であり、限定するものではない。あるいはまた、要素６５２Ａ，６５２Ｂは、ほぞ(tenons)又は突出部として表すことができ、要素６７４Ａ，６４７Ｂは、ほぞ穴(mortises)又は空洞として表すことができる。

図７Ｂに示されるように、滅菌アダプタフレーム６５１を駆動出力ユニット５４２にラッチ掛けするときに、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に、滅菌アダプタアセンブリ２５０の存在を制御装置２９０に示す信号が生成される。この信号に応答して、手術システム２００の制御装置２９０は、複数の駆動出力ディスク５４５Ｐ（図５参照）の各駆動出力ディスク５４５上で予圧力を生成する自動予圧リセット機構（図２４Ｂ参照）に最初に通電し、次に制御装置は、複数の駆動出力ディスク５４５Ｐの各駆動出力ディスク５４５を回転させるための信号を器具マニピュレータアセンブリ２４０に送る。

以下で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、ばねで付勢され、滅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に取り付けた後に、予圧力が各駆動出力ディスク５４５に作用するように自動的に位置付けされる。予圧力によって、駆動出力ディスク５４５、及び滅菌アダプタフレーム６５１内の中間ディスク６５３の対応する被駆動中間インターフェイス６５５が押圧される。

しかしながら、図７Ｂでは、滅菌アダプタフレーム６５１を器具マニピュレータアセンブリ２４０に最初に取り付けるときに、被駆動中間インターフェイス６５５の要素は、駆動出力ディスク５４５上で駆動インターフェイス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場合に、これら２つのディスクは、部分的に結合されるが、２つのディスクは、互いにかみ合わない。こうして、部分的に結合されるディスク５４５及び６５３、すなわち第１ディスク及び第２ディスクを含むディスク・スタックは、第１の高さを有する。予圧力がこのディスク・スタックに加えられた後に、制御装置は、駆動出力ディスク５４５を回転させる。

以下でより完全に説明するように、２つのディスクがかみ合うまで、中間ディスク６５３の回転は阻止されるが、駆動出力ディスク５４５は回転される。また、以下でより完全に説明するように、駆動出力ディスク５４５上の駆動インターフェイス５５７の要素を中間ディスク６５３上の被駆動中間インターフェイス６５５の対応する要素と結合することによって、駆動出力ディスク５４５を回転させながら、２つのディスクが、予圧力の下で部分的に結合したままの状態となることを保証する。一態様では、２つのディスクがかみ合わされたときに、ディスク・スタックの高さは、第２の高さを有し、第２の高さは、第１の高さ未満である。器具マニピュレータアセンブリ２４０内のセンサは、この高さ変化を検出し、駆動出力ディスク５４５の回転を停止させるための信号を制御装置２９０に送る。駆動出力ディスク及び中間ディスクのかみ合いを検出する別の方法ついて、以下で説明する。

図７Ｂは、駆動ユニットアセンブリ５４１内のモータパックに結合した予圧アセンブリ７８０も示している。予圧アセンブリ７８０は、予圧アセンブリ４８０の一態様のより詳細な例である。

予圧アセンブリ７８０は、挿入アセンブリ３３１の予圧トラック（図２２Ａの予圧トラック２２２５参照）上に乗る。器具マニピュレータアセンブリのハウジング７４１及び器具滅菌アダプタアセンブリ２５０は、挿入アセンブリ３３１の先端部に固定して取り付けられ、且つ挿入アセンブリ３３１の先端部と一緒にユニットとして移動する。

しかしながら、器具マニピュレータアセンブリのハウジング７４１内のモータパック（図２２Ａ〜図２２Ｂ参照）は、器具マニピュレータアセンブリのハウジング７４１に対して先端方向及び基端方向に移動することができる。より完全に説明するように、予圧アセンブリ７８０が先端方向に移動する際に、予圧アセンブリ７８０は、先端方向の縦力をモータパックに供給する。縦力は、第２の予圧力を生成する駆動出力アセンブリ５４３内のばねの圧縮をもたらす。第２の予圧力は、手術用器具２６０の先端部がカニューレを抜け出る前に、あらゆるバックラッシュを０．７度未満に低減する。

図７Ａに戻ると、複数の中間ディスク６５３Ｐの中間ディスク６５３の先端側の駆動中間インターフェイス７５６が、示されている。また、滅菌アダプタフレーム６５１の内側面から延びる器具挿入スキッドプレート７５５Ｂを、図７Ａ及び図７Ｂに確認することができる。滅菌アダプタフレーム６５１の反対側の内側面から延びる同様の器具挿入スキッドプレート７５５Ａが存在する。図７Ａ及び図７Ｂでは、時には、可動式本体６５１Ｃのリップ７５１Ｂと呼称される側面７５１Ｂも確認することができる。側面７５１Ａは、図１１に示される。

図８Ａ〜図８Ｉは、手術用装置インターフェイス要素４５０の及び滅菌アダプタアセンブリ２５０の変形例の滅菌アダプタアセンブリ２５０Ａを示す。滅菌アダプタアセンブリ２５０Ａは、滅菌アダプタフレーム８５１及び滅菌ドレープ（図示せず）を含む。滅菌ドレープは、滅菌アダプタフレーム８５１に固定して取り付けられる。滅菌アダプタフレーム８５１は、手術用装置インターフェイス要素本体の一例である。

複数の溝８５２Ａ，８５２Ｂ（図８Ｈ及び図８Ｉ参照）が、滅菌アダプタフレーム８５１の第１端部８５１内に延びており、第１及び第２のリップ８５２Ａ１，８５２Ｂ１を形成する。第１端部８５１Ａは、時には、滅菌アダプタアセンブリ２５０Ａの及び滅菌アダプタフレーム８５１の閉鎖端と呼称される。各溝８５２Ａ，８５２Ｂの深さ及びサイズは、腹側ラッチアセンブリ８４７の先端部上の対応するフック８４７Ａ，８４７Ｂの面が、対応するリップ８５２Ａ１，８５２Ｂ１と係合するの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のそれぞれは、第１面及び第２面を含む。第２面は、第１面の反対側にあり、例えば、第１面は基端面であり、第２面は先端面である。リップの第２面は、軸線８９０に対して直交する方向でリップの第１面よりも長い。リップの第３面は、第１面と第２平面との間に延びており、第１及び第２面の異なる長さを考慮してテーパ形状に形成される。一態様では、第３面は、面取り面である。

滅菌アダプタフレーム８５１の第２端部８５１Ｂは、滅菌アダプタアセンブリ２５０Ａを駆動出力ユニット５４２Ａに取り付けるときに、駆動出力ユニット５４２Ａの滅菌アダプタ解除ラッチ８３５の先端部から軸線８９０に向けて内向きに延びるリップ８３５Ｌによって係合されるようなリップ８５４を含む。第２端部８５１Ｂは、時には、滅菌アダプタアセンブリ２５０Ａの及び滅菌アダプタフレーム８５１の開放端と呼称される。

リップ８５４は、第１面及び第２面を含む。第２面は、第１面の反対側にあり、例えば、第１面は基端面であり、第２面は先端面である。リップ８５４の第２面は、軸線８９０に対して直交する方向でリップ８５４の第１面よりも長い。リップ８５４の第３面が、第１面と第２面との間に延びており、第１面及び第２面の異なる長さを考慮してテーパ形状に形成される。一態様では、第３面は、面取り面である。

以下でより完全に説明するように、滅菌アダプタフレーム８５１は、可動式本体８５１Ｃを含む。可動式本体８５１Ｃは、滅菌アダプタフレーム８５１内で基端方向及び先端方向に移動することができる。器具挿入スキッドプレート８５５Ａが、滅菌アダプタフレーム８５１の内側面から延びる。滅菌アダプタフレーム８５１の反対側の内側面から延びる同様の器具挿入スキッドプレート８５５Ｂが存在する。図８Ａでは、時には可動式本体８５１Ｃのリップ８５１Ｃ１と呼称される側面８５１Ｃ１も確認することができる。

可動式本体８５１Ｃの機構及び操作は、可動式本体６５１Ｃの機構及び操作と同じであるので、可動式本体６５１Ｃの機構及び操作についての説明は、可動式本体８５１Ｃについてここでは繰り返さない。また、手術用器具の滅菌アダプタ２５０Ａへの取付けは、滅菌アダプタ２５０Ａに関して説明したのと同様であるので、滅菌アダプタ２５０についての説明を繰り返さない。

滅菌アダプタアセンブリ２５０Ａ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、滅菌アダプタアセンブリ２５０Ａは、縦軸８９０に沿って軸線方向の基端方向に移動される、すなわち、以下でより完全に説明するように、滅菌アダプタアセンブリが駆動出力ユニット５４２Ａの機構によって係合されるまで、矢印８９１（図８Ａ及び図８Ｂ参照）によって示される方向に移動される。図８Ｂ〜図８Ｄは、滅菌アダプタアセンブリ２５０Ａを駆動出力ユニット５４２Ａに取り付ける際に使用する要素を示す断面図である。駆動出力ユニット５４２Ａは、駆動出力ユニット５４２Ａ内に含まれる滅菌アダプタアセンブリ２５０Ａのラッチ機構８６０を除いて、駆動出力ユニット５４２と同様である。

駆動出力ユニット５４２Ａのフレーム８４２Ｆは、フレーム８４２Ｆの先端面から延びる、時には第１の位置合せ要素と呼称される第１の滅菌アダプタ位置合せ要素８４５Ａと、フレーム８４２Ｆの先端面から延びる、時には第２の位置合せ要素とも呼称される第２の滅菌アダプタ位置合せ要素８４５Ｂとを含む。滅菌アダプタ位置合せ要素８４５Ａは、腹側ラッチアセンブリ８４７に隣接しているがこの内側にあり、滅菌アダプタ位置合せ要素８４５Ｂは、滅菌アダプタ解除ラッチ８３５に隣接しているがこの内側にある。

滅菌アダプタアセンブリ２５０Ａが駆動出力ユニット５４２Ａの先端面の近接部に軸線方向に移動する際に、第１の滅菌アダプタ位置合せ要素８４５Ａは、滅菌アダプタフレーム８５１の第１の滅菌アダプタ位置合せレセプタクル８５３Ａ（図８Ｈ及び図８Ｉ参照）に入る、例えばこれと係合する。同様に、第２の滅菌アダプタ位置合せ要素８４５Ｂは、滅菌アダプタフレーム８５１の第２の滅菌アダプタ位置合せレセプタクル８５３Ｂに入る、例えばこれと係合する。位置合せ要素及びレセプタクルは、滅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、それによって、滅菌アダプタアセンブリ２５０Ａの基端方向への更なる運動によって、ラッチ機構８６０を滅菌アダプタアセンブリ２５０Ａに係合させる。

第１及び第２の位置合せ要素８４５Ａ，８４５Ｂは、複数の滅菌アダプタ位置合せ要素の一例である。第１及び第２の位置合せレセプタクル８５３Ａ，８５３Ｂは、複数の位置合せレセプタクルの一例である。従って、この態様では、駆動出力ユニット５４２Ａ、従って器具マニピュレータアセンブリ２４０は、複数の滅菌アダプタ位置合せ要素を含み、滅菌アダプタアセンブリ２５０Ａは、複数の位置合せレセプタクルを含む。あるいはまた、複数のレセプタクルは、駆動出力ユニット５４２Ａに形成することができ、複数の位置合せ要素は、滅菌アダプタフレーム８５１の基端面から延びることができる。

滅菌アダプタアセンブリ２５０Ａが基端方向にさらに移動する際に、フック８４７Ａのテーパ面が、滅菌アダプタアセンブリ２５０Ａのリップ８５２Ａ１のテーパ面に接触し、及びフック８４７Ｂのテーパ面が、滅菌アダプタアセンブリ２５０Ａのリップ８５２Ｂ１のテーパ面に接触する。同様に、滅菌アダプタ解除ラッチ８３５のリップ８３５Ｌのテーパ面が、滅菌アダプタアセンブリ２５０Ａのリップ８５４のテーパ面に接触する。

滅菌アダプタアセンブリ２５０Ａの基端方向への更なる運動によって、滅菌アダプタ解除ラッチ８３５の先端部を駆動出力ユニット５４２Ａの軸線８９０から外向きに離れる方向に旋回させ、且つ腹側ラッチアセンブリ８４７のフック８４７Ａ，８４７Ｂを駆動出力ユニット５４２Ａの軸線８９０から外向きに離れる方向に旋回させる。フック８４７Ａ，８４７Ｂ及びリップ８３５Ｌがリップ８５２Ａ１及び８５２Ｂ１を越えて先端側に移動した後であって、リップ８３５Ｌがリップ８５４及びフック８４７Ａ，８４７Ｂを越えて先端側に移動した後に、リップ８３５Ｌは、リップ８３５Ｌがリップ８５４に係合し、フック８４７Ａがリップ８５２Ａ１に係合し、及びフック８４７Ｂがリップ８５２Ｂ１に係合するように軸線８９０に向けて内向きに旋回する。特に、各フックの基端面は、対応するリップの第２面に接触する。こうして、図８Ｄに示されるように、滅菌アダプタ２５０Ａは、滅菌アダプタアセンブリ２５０を軸線８９０に沿って駆動出力ユニット５４２Ａの先端面に向けて移動させることのみによって、駆動出力ユニット５４２Ａに取り付けられる。

図８Ｅ〜図８Ｇは、滅菌アダプタラッチ機構８６０を示す断面図である。滅菌アダプタラッチ機構８６０を理解するために必要とされない要素は、図８Ｅ〜図８Ｇには含められていない。滅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に移動可能に結合される。滅菌アダプタラッチ機構８６０は、滅菌アダプタ解除ラッチ８３５、押込みロッド８４４、及び腹側ラッチアセンブリ８４７を含む。押込みロッド８４４は、滅菌アダプタ解除ラッチ８３５を腹ラッチアセンブリ８４７に結合し、それによってラッチ８３５の運動を腹側ラッチアセンブリ８４７に伝達させる。こうして、滅菌アダプタラッチ機構は、第１のラッチアセンブリ、第２のラッチアセンブリ、及び第１のラッチアセンブリを第２のラッチアセンブリに結合する押込みロッドを含む。

時にはラッチ８３５と呼称される滅菌アダプタ解除ラッチ８３５は、基端部（第１端部の一例）、及び先端部（第１端部の反対側の第２端部の一例）を含む。ラッチピン８３５Ｐ（図８Ｂ参照）が、ラッチ８３５の基端部の内面に結合される。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と同様であるので、それらのラッチピンの説明は、ラッチピン８３５Ｐに直接的に適用可能であり、逆も同様に適用可能である。リップ８３５Ｌは、ラッチ８３５の先端部から内向きに延びる。この態様では、滅菌アダプタ解除ラッチ８３５は、フレーム８４２Ｆに旋回可能に接続される。この旋回接続は、ばねで付勢され、ラッチ８３５を旋回させる力が存在しないような係合位置又は係合状態と呼称される位置にラッチ８３５を維持する。押込みロッド８４４の第１端部は、ラッチ８３５の基端部分が内向きに押された、例えば第１方向に押されたときに、その運動が押込みロッド８４４に伝達されるように、ラッチ８３５の基端部分に旋回可能に接続される。

この態様では、腹側ラッチアセンブリ８４７の基端部、例えば第１端部は、フレーム８４２Ｆに旋回可能に接続される。一態様では、フレーム８４２Ｆへの接続は、ばねで付勢され、腹側ラッチアセンブリ８４７を旋回させる力が存在しないような係合位置又は係合状態と呼称される位置に腹側ラッチアセンブリ８４７を維持する。２つの脚部が、腹側ラッチアセンブリ８４７の基端部から先端側に延びる。フック、すなわちフック８４７Ａ及びフック８４７Ｂの一方が、各脚部の先端部に、例えば腹側ラッチアセンブリ８４７の先端部にある。押込みロッド８４４は、ラッチアセンブリ８４７の基端部と脚部の先端部との間で腹側ラッチアセンブリ８４７の一方の脚部に旋回可能に接続される。

この態様では、腹側ラッチアセンブリ８４７は、クラス３のレバーとして実装され、力点が、支点（フレームへの旋回接続点）と作用点（フック８４７Ａ及び８４７Ｂ）との間にある。クラス３のレバーの使用は、単なる例示であり、これに限定するものではない。他の態様では、クラス１のレバー又はクラス２のレバーを使用することができる。クラス２のレバーについて、作用点が、支点と力点の間にあり、クラス１のレバーについて、支点が、力点と作用点との間にある。

図８Ｆに示されるように、外力が滅菌アダプタ解除ラッチ８３５に作用していない第１の状態で、滅菌アダプタ解除ラッチ８３５と腹側ラッチアセンブリ８４７との両方が、それぞれの縦軸が縦軸８９０と位置合わせされる、すなわち軸線８９０に対して略平行に位置合わせされた状態の安定状態の位置、つまり係合位置にある。ここで、略平行とは、製造公差内で平行であることを意味する。外力８９２がラッチ８３５の基端部に加えられる（図８Ｇ参照）、又は代替的に、力がリップ８３５Ｌに加えられる第２の状態では、ラッチ８３５の基端部分は、軸線８９０に向けて内向きに旋回され、及びラッチ８３５の先端部分は、外向きに旋回される。ラッチ８３５の動きに応答して、腹側ラッチアセンブリ８４７の先端部分は、外向きに旋回する。こうして、外力８９２によって、２つのラッチアセンブリを係合が解除された位置に移動させる、例えば第１の状態とは異なる第２の状態に移動させる。

図８Ｈは、滅菌アダプタアセンブリ２５０Ａの底面斜視図である。図８Ｉは、滅菌アダプタアセンブリ２５０Ａの上面斜視図である。図８Ｈ及び図８Ｉには示されていないが、中間ディスク６５３は、可動式本体８５１Ｃ内の複数の中間ディスクレセプタクルのそれぞれに取り付けられる。滅菌アダプタアセンブリ２５０（図６参照）について、複数の中間ディスクは、可動式本体８５１Ｃの複数の中間ディスクレセプタクルに取り付けられ、それによって各中間ディスクは、滅菌アダプタフレーム８５１に対して及び可動式本体８５１Ｃに対して回転できるようになる。こうして、複数の中間ディスクは、滅菌アダプタフレーム８５１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と同じであるので、複数の中間ディスクの特徴について、ここでは繰り返さない。また、可動式本体８５１Ｃに取り付けられた複数のディスク内の各中間ディスクは、中間ディスク６５３（図１７Ｂ参照）と同じであるので、中間ディスク６５３の説明は、滅菌アダプタアセンブリ２５０Ａに関して繰り返さない。

滅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と同じであり、複数のハードストップ・レセプタクル１７５７について説明したのと同じように動作するので、ここでは説明を繰り返さない。滅菌アダプタアセンブリ２５０Ａは、各中間ディスクに関連付けられた中間ディスクのハードストップ８６１を有する。滅菌アダプタアセンブリ２５０Ａの各中間ディスクのハードストップ８６１は、中間ディスクのハードストップ１７６１（図１７Ｂ参照）と同じであり、中間ディスクのハードストップ１７６１について説明したのと同じように動作するので、その説明は、ここでは繰り返さない。

図９Ａは、一態様では、手術用器具２６０のより詳細な図である。この態様では、手術用器具２６０は、被駆動インターフェイスアセンブリ９６１、伝達ユニット９６５、メインチューブ９６７、平行運動機構９６８、手首関節９６９、及びエンドエフェクタ９７０を含む。手首関節９６９は、例えば、（２００２年６月２８日に出願された、”Surgical Tool Having Positively Positionable Tendon-Activated
Multi-Disk Wrist Joint”を開示する）米国特許出願公開第２００３／００３６７４８号に記載されており、この文献は、参照することにより本明細書に組み込まれる。平行運動機構９６８は、例えば、（２００７年６月１３日に出願された、”Surgical Instrument With Parallel Motion Mechanism”を開示する）米国特許第７，９４２，８６８号に記載されている。

図９Ｂに示されるように、被駆動インターフェイスアセンブリ９６１は、複数の被駆動ディスク９６４Ｐを含む。複数の駆動ディスク９６４Ｐは、被駆動インターフェイ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を表す。被駆動ディスク９６４は、伝達ユニット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イスアセンブリ９６１の本体のレセプタクルに取り付けられる（図１９Ｂ参照）。

伝達ユニット９６５内の機械部品（例えば、ギヤ、レバー、ジンバル、ケーブル等）は、複数の被駆動ディスク９６４Ｐからのトルクを、メインチューブ９６７を介してケーブル、ワイヤー、及び／又はケーブル、ワイヤー、及びハイポチューブの組合せで伝達させて、平行運動機構９６８、手首関節９６９、及びエンドエフェクタ９７０の運動を制御する。メインチューブ９６７は、実質的に剛性であるが、伝達ユニット９６７とエントリガイド２７０との間で僅かに曲げることができる。この屈曲によって、エントリガイド２７０内の器具本体の複数のチューブボアが、他の方法で可能となる伝達ユニットのサイズよりも互いに接近した状態で離間するのを可能にする。この屈曲は、手術用器具２６０がガイドチューブ２７０から引き抜かれるときに（メインチューブには、器具本体のロール運動を妨げるような恒久的な屈曲部が形成されてもよい）、メインチューブ９６７が直線形状となるような弾力性を有する。

被駆動インターフェイスアセンブリ９６１は、両側に取付けウイングのペア（９６２Ａ１，９６２Ｂ１）及び（９６２Ａ２，９６２Ｂ２）を有する。また、解除ボタン９６３Ａ，９６３Ｂが、伝達ユニット９６５の両側にある。取付けウイング９６２Ｂ２及び解除ボタン９６３Ｂが、図１０に示される。

手術用器具２６０を滅菌アダプタフレーム６５１に取り付けるために、まず、取付けウイング９６２Ａ１，９６２Ａ２を、滅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及び図１１参照）に配置する。図１１は、滅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の断面図である。

取付けウイング９６２Ａ１は、滅菌アダプタフレーム６５１の第１の側壁から延びるスキッドプレート７５５Ａ上に載置される。手術用器具２６０が、スキッドプレート７５５Ａの反対側の端部にある駐機スロット１１５５Ａに向けてスキッドプレート７５５Ａ上を摺動させる際に（図１１参照）、第１の取付けウイング９６２Ａ１，９６２Ａ２の上面は、可動式本体６５１Ｃを基端方向に移動させるようなリップ７５１Ａ，７５１Ｂの底縁に接触する（図１２参照）。可動式本体６５１Ｃの基端側の動きは、器具マニピュレータアセンブリ２４０のプランジャ１２４６を基端方向に押し下げ、次に、手術用器具２６０が滅菌アダプタアセンブリ２５０の方に負荷を受けるような信号を制御装置２９０に発生させる。

取付けウイング９６２Ａ１が、滅菌アダプタフレーム６５１の閉鎖端で駐機スロット１１５５Ａに到達したときに（図１３参照）、第１の取付けウイング９６２Ａ１，９６２Ａ２の上面は、もはやリップ７５１Ａ，７５１Ｂの底縁と接触していない。その結果、可動式本体６５１Ｃ上の予圧力は、本体６５１Ｃを先端方向に移動させ（図１３参照）、第１の取付けウイング９６２Ａ１を所定の位置にロックする。第１の取付けウイング９６２Ａ１が、滅菌アダプタフレーム６５１の閉鎖端に到達するときに、第２の取付けウイング９６２Ｂ１は、滅菌アダプタフレーム６５１の開放端の近くでスキッドプレート７５５Ａの平坦部に載置される。

滅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上の予圧力によって軸線方向で先端方向に押される。こうして、手術用器具２６０が滅菌アダプタフレーム６５１に取り付けられる際に、複数の中間ディスク６５３Ｐは、第１の予圧力を可動式本体６５１Ｃに伝達し、それによって予圧力が、取付けウイング９６２Ａ１に加えられる。この予圧力は、手術用器具２６０を滅菌アダプタフレーム６５１内で容易に摺動させることができるように、且つ小さな予圧力を全てのディスクで維持するように、選択される。

手術用器具２６０を滅菌アダプタアセンブリ２５０に取り付けるときに、器具マニピュレータアセンブリ２４０は、手術用器具２６０の存在を検出し、手術用器具２６０の存在を示す信号を制御装置２９０に送る。この信号に応答して、手術システム２００の制御装置２９０は、その信号を器具マニピュレータアセンブリ２４０に送り、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。

以下で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、ばねで付勢され、滅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に取り付けた後に、予圧力が各駆動出力ディスク５４５に作用されるように、自動的に位置付けされる。予圧力によって、駆動出力ディスク５４５、及び滅菌アダプタフレーム６５１内の中間ディスク６５５の対応する被駆動中間インターフェイス６５３が押圧される。

しかしながら、図７Ｂでは、手術用器具２６０を滅菌アダプタアセンブリ２５０に最初に取り付けたときに、中間ディスク６５３の駆動中間インターフェイス７６５の要素は、被駆動ディスク９６４上の被駆動インターフェイス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６５３，９６４の要素が位置合わせされない場合に、これら２つのディスクは、部分的に結合されるが、２つのディスクは、互いにかみ合っていない。こうして、部分的に結合されたディスク９６４，６５３，５４５、すなわち第３ディスク、第２ディスク、及び第１ディスクを含むディスク・スタックは、第３の高さを有する。

手術用器具２６０を滅菌アダプタフレーム６５１に取り付けるときに、被駆動インターフェイスアセンブリ９６１内の各被駆動ディスク９６４は、滅菌アダプタアセンブリ２５０内の対応する中間ディスク６５３を基端側に押し、それによって中間ディスク６５３は、自由に回転することができる。以下でより完全に説明するように、滅菌アダプタアセンブリ２５０内の中間ディスク６５３の駆動中間インターフェイス７５６が、被駆動インターフェイスアセンブリ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イス９８０と位置合わせされていないときに、中間ディスク６５３の駆動中間インターフェイス７５６上の係合構造は、手術用器具２６０の被駆動ディスク９６４上の回転禁止要素１９８０と係合し（図１９Ａ参照）、被駆動インターフェイスアセンブリ９６１内の被駆動ディスク９６４の回転を防止する。

中間ディスク６５３の駆動中間インターフェイス７５６が、所定の位置に固定された被駆動ディスク９６４と一緒に回転する際に、駆動中間インターフェイス７５６上の各要素は、被駆動ディスク９６４の被駆動インターフェイス９８０の対応する要素と位置合わせするように回転され、この対応する要素とかみ合う。駆動中間インターフェイス７５６を被駆動インターフェイス９８０に結合することによって、被駆動ディスク９６４上の回転ロックが解除される。こうして、ディスクのスタックは、ユニットとして回転する。３つの全てのディスクがかみ合うときに、ディスク・スタックの高さは、第４の高さを有し、第４の高さは、第３の高さ未満である。器具マニピュレータアセンブリ２４０内のセンサは、この高さ変化を検出して、駆動出力ディスク５４５の回転を停止させる信号を制御装置に送る。ディスク・スタックの高さ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、容量センサ等とすることができる。

図１４は、駆動出力ディスク５４５を中間ディスク６５３に結合し、中間ディスク６５３を被駆動ディスク９６４に結合したときの、ディスク・スタック１４００を示す図である。ここで、結合したとは、２つのディスクがかみ合う、すなわち完全に結合するように、インターフェイス接続される２つのディスク上の全ての位置合わせ機構が位置合わせされることを意味する。上述したように、インターフェイス接続される２つのディスク上の一部の位置合せ機構が位置合わせされるが、インターフェイス接続される２つのディスク上の他の位置合せ機構が位置合わせされていないときに、インターフェイス接続される２つのディスクは、部分的に結合される。予圧力は、ある程度のバックラッシュにも拘わらず、全ての位置合せ機構が位置合わせされ且つかみ合うように、２つの部分的に結合したディスクを接触したままの状態にするように選択される。

ディスク・スタック１４００は、図３Ａ及び図３Ｂに関して先に示したディスク・スタック構成である。駆動出力ディスク５４５の駆動インターフェイス５５７は、中間ディスク６５３の被駆動中間インターフェイス６５５とかみ合い、中間ディスク６５３の駆動中間インターフェイス７５６は、被駆動ディスク９６４の被駆動インターフェイス９８０とかみ合う。以下でより完全に説明するように、ディスク１４００のスタック上に高い予圧力、すなわち第２の予圧力が存在するときに、シャフト１４６６が駆動出力ディスク５４５に結合されたシャフトと正確に位置合わせされていない場合であっても、外科処置で使用されるトルクレベルについてディスク・スタック１４００内のディスク同士の間にゼロバックラッシュを有する。ディスク１４００のスタック内のディスク５４５，６５３，９６４を第２の予圧力の下でかみ合わせるときに、外科処置で使用されるトルクレベルについてディスク同士の間の結合部ではゼロバックラッシュとなる。低バックラッシュ・カプラ５４４は、空間的な位置ずれを補償し、運動及びトルクをディスク・スタック１４００に伝達する。以下で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と被駆動ディスク９６４との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のハウジング７４１を取り外した状態の器具マニピュレータアセンブリ２４０を示す図である。また、駆動ユニットアセンブリ５４１の要素を示す垂直方向の切断面である。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、このモータパックは、複数の駆動ユニット１５００Ｐ及び複数の駆動出力アセンブリ５４３Ｐ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、スロットレス型ブラシレスサーボモータ１５０２、コンパクトなホール効果センサ１５０３、及び遊星減速機１５０４を含む。

一態様では、スロットレス型ブラシレスサーボモータ１５０２は、非常に高いモータ定数を有するので、サーボモータ１５０２は非常に効率的である。スロットレス型ブラシレスサーボモータの使用は、単なる例示であり、複数の駆動ユニット１５００Ｐ内のモータをこの特定のタイプのモータに限定するものではない。使用される様々なモータは、ブラシ型モータ、ステッピングモータ等を含むことができる。各サーボモータ１５０２は、モータパック１５４１内の８つのサーボモータのコンパクトな構成を考慮して、隣接するサーボモータへのトルクリップルを防止するための磁気シールドを含む。

コンパクトなホール効果センサ１５０３を使用して、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使用される。エンコーダとホールとの間の(encoder to hall)照合は、エンコーダ１５０１及びホール効果センサ１５０３によって報告された回転位置を比較することで行われる。回転位置が著しく異なる場合に、エンコーダ１５０１、ホール効果センサ１５０３、又はこれらの間の機構に何らかの不具合がある。この照合が失敗したときに、制御装置内のソフトウェアを実行して、モータの電源を直ぐにオフにする。

遊星減速機１５０４は、高耐久性且つ高効率（９０％以上）であり、従って、典型的な減速機よりもバック駆動(back-drive)が容易である。バック駆動可能とは、典型的な減速機と比較して、減速機の出力シャフトを比較的低いトルクで回転させることができることを意味する。

遊星減速機１５０４は、一態様では、１度未満のバックラッシュを有しており、別の態様では、例えば０．４度の低バックラッシュを有する。一態様では、４つの遊星減速機は、２８：１の入出力比を有しており、標準的な遊星減速機と呼称される。この態様では、４つの遊星減速機は、９：１の入出力比を有しており、高速減速機と呼称される。同様に、標準的な遊星減速機を含む駆動ユニット１５００は、標準的な駆動ユニットと呼称される。高速遊星減速機を含む駆動ユニット１５００は、高速駆動ユニットと呼称される。

図１５Ｂ〜図１５Ｅは、モータパック１５４１で使用するのに適した遊星減速機の一例を示す図である。図１５Ｂは、遊星減速機１５０４の側面図である。図１５Ｃは、遊星減速機１５０４の先端側の図である。図１５Ｄは、２８：１の遊星減速機の基端側の図である。図１５Ｅは、９：１の遊星減速機の基端側の図である。図１５Ｂ〜図１５Ｅの減速機の寸法の一例が、表１に示される。

図１６Ａ〜図１６Ｄは、この態様では、複数の駆動出力アセンブリ５４３Ｐ内の各駆動出力アセンブリを表す駆動出力アセンブリ５４３のより詳細な図である。駆動出力アセンブリ５４３は、ボールスプライン１６０３を含む。軽予圧ばね１６０１、例えば第１の予圧ばねが、ボールスプライン１６０３の中央管腔に取り付けられ、且つ駆動出力ディスク５４５の基端側に取り付けられた一端を有する。ばね１６０１が圧縮されたときに、軽予圧ばね１６０１は、第１の予圧力を駆動出力ディスク５４５に加える。一態様では、第１の予圧力は、０.５重量ポンド（Lbf）(2.224N)である。

ボールスプラインナット１６０４が、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は、ボールスプライン１６０３からのトルク／運動を伝達しながら、ボールスプライン１６０３に沿って基端側及び先端側に摺動する、すなわち、第１方向と、第１方向の反対側の第２方向とに摺動する。こうして、トルク／運動は、ボールスプライン１６０３を介して、時には屈曲部５４４と呼称され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をボールスプライン１６０３の縦軸に沿って移動させるのを可能にしながら、トルク／運動を伝達する。ディスクがディスク・スタック１４００内で係合し又は係合が解除される際に、駆動出力アセンブリ５４３は、係合又は係合解除を容易にするためにボールスプライン１６０３に沿って内外に移動する。ボールスプライン１６０３は、外科処置で使用さ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、重(heavy)予圧ばね１６０２、つまり第２の予圧ばねが、取り付けられるハウジング１６０５に挿入される。軽予圧ばね１６０１と組み合される重予圧ばね１６０２は、両方のばねが圧縮されたときに、第２の予圧力を駆動出力ディスク５４５に加える。一態様では、第２の予圧力は、２．３重量ポンド（Lbf）(10.23N)である。

屈曲部５４４は、トルクを駆動ユニットから屈曲部５４４に伝達する２つのピンによって駆動ユニットに結合される。屈曲部５４４は、２つのピンによって駆動出力ディスク５４５にも結合される。こうして、屈曲部５４４は、トルクを駆動ユニットから駆動出力ディスク５４５に伝達する。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の基端面から基端側に延びるシリンダ１４４５Ｃ（図１４及び図１６Ａ参照）に収まる中央管腔１６４０を有する。屈曲部は、４つのビーム１６４１Ａ，１６４１Ｂ，１６４１Ｃ，１６４１Ｄを有する。４つのビーム１６４１Ａ，１６４１Ｂ，１６４１Ｃ，１６４１Ｄのそれぞれの第１端部は、屈曲部５４４の本体１６４２に接続される。４つのビーム１６４１Ａ，１６４１Ｂ，１６４１Ｃ，１６４１Ｄのそれぞれの第２端部は、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を通る軸線周りのねじりに剛性を有するが、側方オフセットに関して可撓性を有する。

駆動ユニットによって駆動される出力ピンが、シリンダ１６４３Ａ，１６４３Ｂの中央ボアに取り付けられる。駆動出力ディスク５４５の入力ピンは、シリンダ１６４３Ｃ，１６４３Ｄの中央ボアに取り付けられる。

一態様では、屈曲部５４４は、析出硬化型ステンレス鋼１７−４Ｈ１１５０で作製された精密機械加工された一体部品である。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のクリアランスによって決定される。この態様では、手術用装置アセンブリ３００のバックラッシュは、器具マニピュレータアセンブリ２４０によってのみ制御される。これは、バックラッシュが、従来技術の滅菌アダプタ内のオルダム関節により考慮される以前のシステムとは対照的である。従来技術の滅菌アダプタの部品は、射出成形されたものなので、屈曲部５４４と同じ精度で製造することができない。手術用装置アセンブリ３００、例えば器具マニピュレータアセンブリ２４０の再使用可能な部分でバックラッシュを制御することは、バックラッシュが手術用装置アセンブリ３００の各回の使用について一貫しており、且つ従来技術の滅菌アダプタ等の単回使用の使い捨てアセンブリの射出成形部品の製造公差に依存しないことを意味する。

屈曲部５４４は、中央管腔１６４０の軸線に直交する平面内での２つの自由度の動きに対応する。ビーム１６４１Ａ，１６４１Ｂに結合した出力ピンは、軸線１６９０に沿って移動することができる。その可動域は、シリンダ１６４３Ａ，１６４３Ｂの外面と本体１６４２の外面との間にギャップによって制限される。同様に、ビーム１６４１Ｃ，１６４１Ｄに結合した入力ピンは、軸線１６９０に直交する軸線１６９１に沿って移動することができる。その可動域は、シリンダ１６４３Ｃ，１６４３Ｄの外面と本体１６４２の外面との間のギャップによって制限される。一態様では、ビームを軸線１６９０，１６９１のうちの一方に沿って０．０１０インチ(0.254mm)を動かすには、０．６６Lbf(2.934N)必要となり、１平方インチストレスあたり２９，０００ポンド(13154kg)をもたらす。１００in-Lbf(11.3Nm)の加えられたトルクでは、ピークストレスは、１平方インチ当たり３８，０００ポンド(17,237kg)であった。

屈曲部５４４の２つの自由度は、シャフトの位置ずれに対応する。特に、各屈曲部５４４が、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はないシャフト１４６６（図１４参照）を補償するために屈曲しながら、トルクを駆動出力ディスク５４５に伝達するため、駆動ユニットアセンブリ５４１は、モータパック１５４１内の駆動シャフトと伝達ユニット９６５内のシャフトとの位置ずれを許容することができる。

図１６Ｃは、駆動出力ディスク５４５の駆動インターフェイス５５７、例えば駆動出力ディスク５４５の先端部の一態様のより詳細な図である。駆動出力ディスク５４５は、円筒形状の本体を有する。図１６Ｄは、駆動ドッグ１６５２Ａを含む出力ディスク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を貫通して延びる。入力ピンが、各ボア１６５１Ａ，１６５１Ｂに嵌合され、屈曲部５４４のシリンダ１６４３Ａ，１６４３Ｂの対応するボア内に嵌合する。

２つの駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂ、第１の位置合せ要素（センターポスト１６５３及びタブ１６５４）、第２の位置合せ要素（ピン１６５５）が、駆動出力ディスク５４５の先端面１６５６から先端側に延びる。センターポスト１６５３は、タブ１６５４の高さよりも大きい高さを有しているので、中間ディスク６５３の被駆動中間インターフェイス６５５内の対応する位置合せレセプタクルに対して駆動出力ディスク５４５をセンタ出しするのに役立つ。タブ１６５４は、センターポスト１６５３から先端面１６５６の周縁に向けて延びる。中心線１６７０，１６７１が、センターポスト１６５３を通って延びており、且つセンターポスト１６５３の中心で交差する。センターポスト１６５３及びタブ１６５４は、駆動出力ディスク５４５を中間ディスク６５３に位置合わせするのを補助する。センターポスト１６５３及びタブ１６５４は、かみ合わされたディスクのペアに安定性も提供する。

この態様では、ピン１６５５は、中心線１６７０で中心決めされ、且つセンターポスト１６５３と先端面１６５６の縁部との間に位置付けされる。ピン１６５５は、シリンダのセグメントであり、例えばシリンダは、ピン１６５５の外面の一部が平坦であるが円筒形ではないように、ある面によって垂直に切断される。一態様では、ピン１６５５は、略３次元Ｄ字形状を有する。ここで、略３次元Ｄ字形状は、その形状が、３次元Ｄ字形状に十分に類似しており、３次元Ｄ字形状、例えばピン１６５５の形状として認識されることを意味する。ピン１６５５は、中間ディスク６５３の位置合せレセプタクルとかみ合うように構成される。

第１及び第２の位置合せ要素の形状及び向きは、単なる例示であり、限定するものではない。位置合せ要素同士の間の他の形状及び位置合せ要素の他の向きは、第２の予圧力の下でバックラッシュが導入されない限り、使用することができ、これら要素は、係合及び係合解除するときに、結び付けられておらず、これらの要素は、かみ合わされたディスクのペアに安定性を提供する。

駆動インターフェイス５５７は、２つの駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂを含む。駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂのそれぞれは、先端面１６５６から先端側に延びる。駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂのぞれぞれは、駆動出力ディスク５４５の縦軸から同じ半径方向距離Ｒｄｏｇにある。駆動出力ディスク５４５の縦軸は、センターポスト１６５３の中心を通って延びる。また、各駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂは、基端面１６５６の周縁部に近接している。半径方向に等距離にある駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂの組合せ及び駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂの周縁部に隣接した位置決めによって、駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂが、トルク／運動を中間ディスク６５３に効率的に伝達するのを可能にする。

先端面１６５６の周縁に対する駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂの位置は、中間ディスク６５３上の駆動ドッグ用レセプタクルの位置（図１８Ａ参照）によって決定される。中間ディスク６５３の直径は、滅菌アダプタアセンブリ２５０の可動式本体６５１Ｃに嵌合することができる中間ディスク６５３の数によって部分的に決定される。駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂは、以下でより完全に説明するように、駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂが中間ディスク６５３内の駆動ドッグ用レセプタクルに係合するようにサイズ決め及び位置付けされ、それによって駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂは、可動式本体６５１Ｃの側壁に接触しない。

図１６Ｃに示されるように、駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂは、駆動出力ディスク５４５のｙ軸１６７０及び縦軸（図示せず）を含む平面に対して鏡面対称を有する。駆動出力ディスク５４５の縦軸は、センターポスト１６５３の中心において軸線１６７０及び軸線１６７１の両方に対して直交する。

駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂのそれぞれは、駆動出力ディスク５４５のｘ軸１６７１及び縦軸を含む平面に対して鏡面対称を有する。この平面は、駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂのそれぞれを二等分する。

駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂのサイズは、強度要件に基づいて選択される。この用途の駆動ドッグ１６５２Ａ，１６５２Ｂの（中心から縁部までの半径方向の）長さは、ディスク５４５の中心での位置合せ機構／回転防止機構のサイズの制約によって決定され、及び駆動ドッグ１６５２，Ａ１６５２Ｂの高さは、第１及び第２の両方の予圧力の下で、中間ディスク６５３との適切な係合を確保しつつ、機構のサイズ及び重量を低減するために最小化される。

駆動ドッグ１６５２Ａは、駆動ドッグ１６５２Ｂと同じであるので、駆動ドッグ１６５２Ａの特徴についてのみ、さらに詳細に検討する。駆動ドッグ１６５２Ａの説明は、駆動ドッグ１６５２Ｂに直接的に適用可能であるので、その説明は、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部分１６５２Ａ１及び第２部１６５２Ａ２を有する。第１部１６５２Ａ１は、先端面１６５６から第２部分１６５２Ａ２に先端側に延びる。第２部分１６５２Ａ２は、第１部分１６５２Ａ１から先端方向に延びる。

駆動ドッグ１６５２Ａの第１部分１６５２Ａ１は、３次元矩形構造であるので、先端面１６５６から延びる４つの直線状の側面、例えば図１６Ｄの側面１６５２ｓ２，１６５２ｓ４を有する。本明細書中で、直線状は、駆動ドッグ１６５２Ａの縦軸と、ｘ軸１６７１及びｙ軸１６７０の一方とを含む平面に対して略平行であることを意味する。選択された軸線は、検討される３次元矩形構造の側面に依存する。略平行は、製造公差の範囲内で平行であることを意味する。

第２部分１６５２Ａ２（図１６Ｄ参照）は、湾曲面である２つの対向する側面１６５２ｃｙｌ２，１６５２ｃｙｌ４を含む。一態様では、湾曲面は、円形断面の一部、例えば、シリンダ１６５８の外面の一部である。側面１６５２ｃｙｌ２，１６５２ｃｙｌ４は、エッジ１６５２ｅ１，１６５ｅ２を含み且つ図１６Ｄの外側に延びる２つの平行な平面によって交差するシリンダの断面の外面である。従って、側面１６５２ｃｙｌ２，１６５２ｃｙｌ４は、湾曲面である。

一態様では、シリンダ１６５８は、０．１２５インチ(3.175mm)の直径を有する。シリンダ１６５８の軸線は、図１６Ｄの外側に延びる。この態様では、第２断面１６５２Ａ２の他の２つの側壁は、直線状の側面である。

一態様では、駆動出力ディスク５４５は、射出成形されたディスクである。駆動出力ディスク５４５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）等から作製することができる。

図１７Ａは、滅菌アダプタアセンブリ２５０の別の例である。滅菌ドレープ（図示せず）が、リム１７５１に固定して取り付けられ、例えば、両面テープで貼り付けられる。滅菌ドレープは、公知であるので、さらに詳細には説明しない。例えば（２００５年１２月２０日に出願された）米国特許第７，６６６，１９１号、（２００６年３月３１日に出願された）米国特許第７，６９９，８５５号、（２０１０年８月１２日に出願された）米国特許出願公開第２０１１／０２７７７７５号明細書、及び（２０１０年８月１２日に出願された）米国特許出願公開第２０１１／０２７７７７６号明細書を参照されたい。これら全ての文献は、参照することにより本明細書に組み込まれる。滅菌ドレープは、システム２００の少なくとも一部をドレープで覆って、外科処置中に滅菌場所を維持する一方、滅菌アダプタアセンブリ２５０は、手術用器具２６０とその関連する器具マニピュレータアセンブリ２４０との間の正確で機械的なインターフェイスと共に、効率的且つシンプルな器具の交換も提供する。

上述したように、可動式本体６５１Ｃは、滅菌アダプタフレーム６５１に取り付けられ、それによって、可動式本体６５１Ｃは、基端方向及び先端方向に移動することができる、すなわち、滅菌アダプタフレームに対して第１方向と、第１方向とは反対側の第２方向に移動することができる。図１７Ａでは、可動式本体６５１Ｃは、最も先端側の位置にある。可動式本体６５１Ｃは、複数の中間ディスク６５３Ｐ内の各中間ディスク６５３についてレセプタクルを含む。可動式本体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、円筒形状の本体を有する。

一態様では、滅菌アダプタフレーム６５１、可動式本体６５１Ｃ、及び複数の中間ディスク６５３Ｐのそれぞれは、射出成形によって作製される。滅菌アダプタフレーム６５１、可動式本体６５１Ｃ、及び複数の中間ディスク６５３Ｐに適した材料は、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、可動式本体６５１Ｃの対応するレセプタクルに取り付けられる。各中間ディスク６５３は、レセプタクル内で回転することができ、且つレセプタクル内で先端側及び基端側に移動することができる。図１７Ａでは、中間ディスク６５３は、最も先端側の位置にある。図１７Ｂは、可動式本体６５１Ｃ部分の拡大図であり、中間ディスク用レセプタクル１７６６及び中間ディスク６５３を示す。中間ディスク６５３は、ディスク６５３の外側面から延びるとともにディスク６５３の基端面から延びるタブ１７６７を有する（図１８Ａ参照）。中間ディスク６５３は、中間ディスクのハードストップ１７６１に関連付けされると言われる。これは、タブ１７６７が、ハードストップ１７６１に接触し、この接触の際に、中間ディスク６５３の回転が停止されることを意味する。

手術用器具２６０を滅菌アダプタアセンブリ２５０に取り付けるときに、中間ディスク６５３は、可動式本体６５１Ｃに対して基端側に変位される。この位置では、タブ１７６７の最も先端側の部分、つまりタブ１７６７の底部は、ハードストップ１７６１の最も基端側の部分、つまりストップ１７６１の上部より上にあり、それによって中間ディスク６５３は、自由に回転し、且つハードストップ１７６１と接触しない。

図１８Ａ及び１８Ｂは、中間ディスク６５３の被駆動中間インターフェイス６５５（図１８Ａ参照）及び駆動中間インターフェイス７５６（図１８Ｂ参照）を示す図である。被駆動中間インターフェイス６５５（図１８Ａ参照）は、中間ディスク６５３の基端部にある。被駆動中間インターフェイス６５５は、第１の位置合せレセプタクル及び第２位置合せレセプタクルを含む。この態様では、第１の位置合せレセプタクルは、センターポスト・レセプタクル１８５３とタブ・レセプタクル１８５４との組合せである。第２の位置合せレセプタクルは、ピン・レセプタクル１８５５である。

センターピン・レセプタクル１８５３とタブ・レセプタクル１８５４との組合せは、ポスト１６５３及びタブ１６５４が、それぞれ、レセプタクル１８５３及びレセプタクル１８５４に位置合わせされるときに、センターポスト１６５３とタブ１６５４との組合せとかみ合うように構成される。同様に、ピン・レセプタクル１８５５は、それら２つが位置合わせされるときに、ピン１６５５にかみ合うように構成される。こうして、駆動出力ディスク５４５は、ディスク５４５の位置合せ要素が、中間ディスク６５３の位置合せレセプタクルと位置合わせされるときに、中間ディスク６５３と一方向でのみかみ合うことができる。

被駆動中間インターフェイス６５５は、２つの駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ａ，１８５２Ｂを含む。図１８Ａに示されるように、駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ａ，１８５２Ｂは、中間ディスク６５３のｙ軸１８７０及び縦軸（図示せず）含む平面に対して鏡面対称を有する。中間ディスク６５３の縦軸は、両方の軸線１８７０及び軸線１８７１に直交する。

駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ａ，１８５２Ｂのそれぞれは、中間ディスク６５３のｘ軸１６７１及び縦軸を含む平面に対して鏡面対称を有する。この平面は、駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ａ，１８５２Ｂのそれぞれを二等分する。

各駆動ドッグ用レセプタクルは、中間ディスク６５３の縦軸から同じ距離Ｒｒｃｐｔにある内縁面を有する。以下でより完全に説明するように、この内縁面は、駆動ドッグ用レセプタクルの第３側面を形成する。駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ａが駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ｂと同じであるため、駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ａの特徴についてのみ、さらに詳細に検討する。駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ａの説明は、駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ｂに直接的に適用可能であるので、その説明は、駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ｂについて繰り返さない。

駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ａは、４つの側面で境界を区切ることができる。一態様では、第１側面は、存在しないので、第１側面は、開放していると言われる。開放側壁の使用は、単なる例示であり、限定するものではない。いくつかの態様では、第１の側壁は、固体（中実）側壁とすることができる。第２側面及び第４側面は、第１側面に対して垂直な壁である。第３側面は、第２側面及び第４側面に対して垂直な壁である。従って、この態様では、駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ａは、中間ディスク６５３内で中間ディスク６５３の基端側の外縁面１８５６から駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ａの底面１８５７まで先端側に延びる３つの壁によって境界が区切られる。開放側とは反対側の第３の壁は、基端側の外縁面１８５６から底面１８５７に延びる直線状の壁である。対向する２つの壁、つまり第２及び第４の壁は、以下で説明するように、２つの部分、つまり直線状の壁部及び傾斜した壁部を有する。

図１８Ｃは、ｘ軸１８７１に直交する中心線に沿って切断された駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ａの断面図である。駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ａは、第１部分１８５２Ａ１及び第２部分１８５２Ａ２に分割される。第１部分１８５２Ａ１は、中間ディスク６５３内で基端側の外面１８５６から第２部分１８５２Ａ２に延びる。第２部分１８５２Ａ２は、中間ディスク６５３内で駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ａの第１部分１８５２Ａ１から底面１８５７にさらに延びる。

駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ａの第１部分１８５２Ａ１の境界を区切る対向する壁は、直線状の壁１８５２ｓ２，１８５２ｓ４である。典型的には、第１部分１８５２Ａ１の高さは、駆動ドッグ１６５２Ａの部分１６５２Ａ１の高さ未満であり、それによって駆動出力ディスク５４５の先端側の縁面と中間ディスク６５３の基端側の縁面との間にある程度の空間が存在する。

第２部分１８５２Ａ２（図１８Ｃ参照）が、楔形状の外側面の一部である２つの対向する側壁１８５２ｗ２，１８５２ｗ４によって境界が区切られる、すなわち、側面１８５２ｗ２，１８５２ｗ４は、傾斜した平面である。側壁１８５２ｗ２，１８５２ｗ４は、角度αを定める。側面１８５２ｗ１，１８５２ｗ２は、２つの平行な平面、例えばライン１８５２ｅ１を含む平面と底面１８５７を含む平面とにより交差される楔形状の表面部分である。これら両方の平面は、図１８Ｃの外側に延びる。

一態様では、楔形状の一部は、駆動ドッグ１６５２Ａの先端部をレセプタクル１８５２内に完全に挿入したときに、駆動ドッグ１６５２Ａの先端面が底面１８５７に接触しないように選択され、シリンダ１６５８の円筒形状の側壁部分は、傾斜した側壁１８５２ｗ２，１８５２ｗ４に接触する。一態様では、シリンダ１６５８の０．１２５インチ(3.175mm)の直径について、角度αは、３０度であるので、側壁１８５２ｗ２，１８５２ｗ４は、３０度の楔形状の側面の部分となる。

滅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に取り付けるときに、中間ディスク６５３上の被駆動中間インターフェイス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イス５５７の向きは、既知ではない。しかしながら、これら２つのインターフェイスの相対的な向きに関係なく、駆動出力ディスク５４５上の予圧力は、中間ディスク６５３が、可動式本体６５１Ｃのレセプタクル１７６６（図１７Ｂ参照）に最も先端側の部分で位置付けされる、例えば、インターフェイスディスク６５３が、第１の軸線方向位置となるように、中間ディスク６５３を先端側に押す。以下でより完全に説明するように、手術用器具２６０を滅菌アダプタアセンブリ２５０に取り付けるときに、インターフェイスディスク６５３は、第２の軸線方向位置に対して基端側に変位される。

上述したように、滅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に、駆動出力ディスク５４５は、回転される。駆動出力ディスク５４５及び中間ディスク６５３が、接触して且つ部分的に結合されるので、駆動出力ディスク５４５の回転によって、中間ディスク６５３が回転する。こうして、インターフェイス５５７及び６５５は、位置合わせされ且つかみ合わされる、又は中間ディスク６５３上のタブ１７６７は、ハードストップ１７６１に接触する。タブ１７６７がハードストップ１７６１に接触するときに、中間ディスク６５３の回転は、停止される。インターフェイス５５７及び６５５がかみ合わされておらず且つ中間ディスク６５３の回転が停止されるときに、駆動出力ディスク５４５は、２つのインターフェイスがかみ合うまで回転し続ける。こうして、ディスク５４５及び６５３が結合され、駆動出力ディスク５４５の回転がハードストップ１７６１で停止されるという結果となる。制御システムは、駆動出力ディスク５４５の回転の停止を使用して、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に到達する前にかみ合った場合であって、ハードストップ１７６１が到達したときに、２つのかみ合わされたディスクの回転は、停止される。

図１８Ｄは、駆動出力ディスク５４５上の駆動インターフェイス５５７が、中間ディスク６５３上の被駆動中間インターフェイス６５５と部分的に結合した後に、軽予圧力の下で駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ａに挿入された駆動ドッグ１６５２Ａを示す断面図である。上述したように、駆動ドッグ１６５２Ａは、直線状の側面を含む第１部分１６５２Ａ１を有する。第１部分１６５２Ａ１の直線状の側面は、上述したように、第２部分１６５２Ａ２、つまり円筒形状のチップに融合される。駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ａは、直線状の内側壁を含む第１部分１８５２Ａ１も有する。第１部分１８５２Ａ１は、上述したように、テーパ状の内壁を含む第２部分１８５２Ａ２に融合される。

駆動ドッグ１６５２Ａの先端部の両側の湾曲面、及び駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ａ２の先端部上の対応する両側の傾斜した摺動壁（傾斜した側壁は、湾曲した側面に接する）は、単なる例示であり、限定するものではない。駆動ドッグ１６５２Ａの先端部上の及び駆動ドッグ用レセプタクル１８６２の対応する先端壁部上の他の面は、高予圧力、つまり第２の予圧力の下で、外科処置で使用さ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との間の回転方向でバックラッシゼロである限り、且つ２つのディスク同士の間のインターフェイスが角度ずれを補償する限り、使用することができる。

レセプタクル１８５２Ａのテーパ壁と駆動ドッグ１６５２Ａの先端チップ１６５２Ａ２上の円筒形状の表面とにより、適切な力が、駆動出力ディスク５４５及び中間ディスク６５３を所定の位置に保持するために必要とされ、それによってトルク／運動が駆動出力ディスク５４５によって加えられるときに、２つのディスクが適切に機能する一方、２つのディスクは、部分的に結合される。この力が存在しない場合には、加えられたトルクはそれら駆動出力ディスク５４５及び中間ディスク６５３を離した状態で駆動することができるので、駆動出力ディスク５４５及び中間ディスク６５３を分離することができる。

軽予圧力の下でこの分離を防止するために、駆動ドッグ１６５２Ａ及び駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ａの両方は、上述したように、直線状の壁を含む第１部分を有する。駆動ドッグ１６５２Ａ及び駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ａがトルクの下で分離を開始する際に、図１８Ｃに示されるように、直線状の壁部は、互いに接触する。この時点で、駆動ドッグ１６５２Ａ及び駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ａは、もはやこれら駆動ドッグ１６５２Ａ及び駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ａを離れるように駆動することができず、その動きは、駆動ドッグ１６５２Ａが駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ａ内に完全に挿入され且つ結合されることなく、既知の又は制御されたバックラッシュレベルで継続することができる。一態様では、軽予圧力の下で、バックラッシュの既知のレベルは、１．１３度である。こうして、駆動出力ディスク５４５と中間ディスク６５３との間の部分的な結合部は、軽予圧力の下で既知のバックラッシュレベルを有する。

また、図１８Ｄに示されるように、ディスク５４５を駆動するシャフトと中間ディスク６５３によって駆動されるシャフトとの間の少量の位置ずれを許容することができる。また、角度ずれは、図１８Ｄのページの内外にある融合されるシリンダ１６５８の軸線によって規定される方向に許容することができる。

駆動ドッグ１６５２Ａ及び駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ａを、高予圧力、例えば第２の予圧力の下で一緒にかみ合わせるときに、以下でより完全に説明するように、２つのディスク同士の間のインターフェイスにはバックラッシュは存在しない。第２の予圧力は、トルク／運動が加えられたときに、駆動ドッグ１６５２Ａ及び駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ａを物理的に離して後退及び分離するのを維持するのに十分である。こうして、この接合部は、バックラッシュなしに、トルク／運動を伝達することができる。第２の予圧力の下で、駆動出力ディスク５４５と中間ディスク６５３との間の結合部は、外科処置で使用さ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の先端部での駆動中間インターフェイス７５６のより詳細な図である。駆動中間インターフェイス７５６は、駆動ドッグ１８６２Ａ，１８６２Ｂ、及び係合構造１８６３を含む。

駆動ドッグ１８６２Ａ及び１８６２Ｂのそれぞれは、駆動ドッグ１６５２Ａ及び１６５２Ｂと同等の構造である。特に、駆動ドッグ１８６２Ａ，１８６２Ｂのそれぞれは、先端面１８６６から先端側に延びる。駆動ドッグ１８６２Ａ，１８６２Ｂのそれぞれの内縁は、先端面１８６６の縦軸から同じ半径方向距離にある。また、各駆動ドッグ１８６２Ａ，１８６２Ｂは、先端面１８６６の周縁に隣接している。半径方向に等距離にある駆動ドッグ１８６２Ａ，１８６２Ｂの組合せ、及び駆動ドッグ１８６２Ａ，１８６２Ｂを周縁部に隣接して位置付けすることによって、駆動ドッグ１８６２Ａ，１８６２Ｂがトルク／運動を被駆動ディスク９６４に効率的に伝達するのを可能にする。

図１８Ｂに示されるように、駆動ドッグ１８６２Ａ，１８６２Ｂは、中間ディスク６５３のｘ軸１８７１及び縦軸（図示せず）を含む平面に対して鏡面対称を有する。中間ディスク６５３の縦軸は、軸線１８７０及び軸線１８７１の交点で軸線１８７０及び軸線１８７１の両方に直交する。

駆動ドッグ１８６２Ａ，１８６２Ｂのそれぞれは、ｙ軸１８７０及び縦軸（図示せず）を含む平面に対して鏡面対称を有する。この平面は、駆動ドッグを二等分する。

駆動ドッグ１８６２Ａは、駆動ドッグ１８６２Ｂと同じであるので、駆動ドッグ１８６２Ａの特徴についてのみ、さらに詳細に検討する。駆動ドッグ１８６２Ａの説明は、駆動ドッグ１８６２Ｂに直接的に適用可能であるので、その説明は、駆動ドッグ１８６２Ｂについて繰り返さない。

駆動ドッグ１８６２Ａの円筒形状の側壁部及び駆動ドッグ１８６２Ｂの直線状の壁部は、駆動ドッグ１６５２Ａの対応する部分と同じであるので、これらの部分の説明は、ここでは繰り返さない。図１８Ｂに示されるように、リップ１８６２Ｌは、駆動ドッグ１８６２Ａの第２部分の先端部から半径方向外向きに延びる。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から半径方向外向きに延びる。リップ１８６２Ｌは、中間ディスク６５３を可動式本体６５１Ｃ内に保持する保持機構である。

この態様では、係合構造１８６３は、開放３次元構造である。開放３次元構造は、この態様では、中間ディスク６５３の縦軸及び軸線１８７１を含む平面に対して鏡面対称を有する。ここでは、開放３次元構造は、閉じた外周を有さない３次元構造を意味する、すなわち、外側面が内側面に合致する開口部がある。図１８Ｄの例では、開放３次元構造は、２つの部品、略３次元の文字Ｃ字形状構造１８６３Ｃ及び２つの壁１８６３Ａ，１８６３Ｂを含む。再び、ここで略３次元の文字Ｃ字形状構造体は、構造を確認する人が立体的な文字Ｃ字形状構造として知覚する３次元構造である。

３次元の文字Ｃ字形構造１８６３Ｃは、高さ、第１端部１８６３Ｃ１、及び第２端部１８６３Ｃ２を有する。構造１８６３Ｃの高さは、中間ディスク６５３の先端面とも呼称される中間ディスク６５３の先端面１８６３から構造１８６３Ｃの最も先端側の端面、すなわち最も先端側の縁部に先端側に延びる。第１端部１８６３Ｃ１及び第２端部１８６３Ｃ２は、Ｃ字形状構造体１８６３Ｃの開口部の境界を区切る。この態様では、軸線１８７１は、第１端部１８６３Ｃ１及び第２端部１８６３Ｃ２から等距離にあり、Ｃ字形状構造体１８６３Ｃの中心線である。

Ｃ字形状構造１８６３Ｃは、円形トラックである開放３次元構造の一例である。円形トラックは、第１の高さ、第１端部、及び第２端部を有する第１の周囲部分、例えばＣ字形状構造の本体を含む。円形トラックは、第１の周囲部分の第１端部と第２端部との間に延びる第２の周囲部分、例えばＣ字形状構造の端部同士の間のギャップも含む。第２の周囲部分は、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は、円形トラックの中心を通って延び、且つ第１端部及び第２端部から等距離にある。

壁１８６３Ａは、第１端部１８６３Ｃ１に当接し、且つ先端面１８６６の周縁に向けて延びる。壁１８６３Ｂは、第２端部１８６３Ｃ２に当接し、先端面１８６６の周縁に向けて延びる。壁１８６３Ａ及び壁１８６３Ｂは、同じ高さを有する。壁１８６３Ａ及び壁１８６３Ｂの高さは、中間ディスク６５３の先端面１８６３から壁１８６３Ａの及び壁１８６３Ｂの最も先端側の端面、すなわち最も先端側の縁部に先端側に延びる。壁１８６３Ａ及び１８６３Ｂの高さは、Ｃ字形状構造１８６３Ｃの高さ未満である。

図１８Ａ及び図１８Ｂに示されるように、駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ａ，１８５２Ｂを二等分する軸線、すなわちｘ軸１８７１は、駆動ドッグ１８６２Ａ，１８６２Ｂを二等分する軸線に対して直交する。全てのディスクがディスク・スタック１４００でかみ合わされるときに、中間ディスク６５３及び被駆動ディスク９６４について許容された回転軸は、中間ディスク６５３及び駆動出力ディスク５４５について許容された回転軸に対して９０度となる。別の言い方をすれば、中間ディスク６５３の駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ａ，１８５２Ｂのそれぞれは、駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ａ，１８５２Ｂのそれぞれが第１平面によって二等分されるように位置付けされる。中間ディスク６５３の駆動ドッグ１８６２Ａ，１８６２Ｂのそれぞれは、駆動ドッグ１８６２Ａ，１８６２Ｂのそれぞれが第２平面によって二等分されるように位置付けされる。第１平面は、第２平面に直交する。

中間ディスク６５３と駆動出力ディスク５４５との間のインターフェイスの結合部は、第１関節を形成する一方、中間ディスク６５３と被駆動ディスク９６４との間のインターフェイスの結合部は、第２関節を形成する。システムが回転し、運動／トルクを伝達する際に、これらの２つの関節を一緒に動作させることによって、角度ずれに対応する。２つの関節は、Ｕ字形状関節のセットのように動作する。

図１９Ａは、被駆動ディスク９６４の基端部での被駆動インターフェイス９８０を示す図である。被駆動インターフェイス９８０は、係合レセプタクル１９６３Ｃ、駆動ドッグ用レセプタクル１９５２Ａ，１９５２Ｂ、及び回転禁止要素１９８０を含む。以下でより完全に説明するように、回転禁止要素１９８０は、回転ロック機構１９８１を含む。

駆動ドッグ用レセプタクル１９５２Ａ，１９５２Ｂは、被駆動ディスク９６４のｘ軸１９７１及び縦軸（図示せず）を含む平面に対して鏡面対称を有する。被駆動ディスク９６４の縦軸は、軸線１９７０及び軸線１９７１の交点に対して直交する。駆動ドッグ用レセプタクル１９５２Ａ，１９５２Ｂのそれぞれは、被駆動ディスク９６４のｙ軸１９７０及び縦軸を含む平面に対して鏡面対称を有する。この平面は、駆動ドッグ用レセプタクルを二等分する。各駆動ドッグ用レセプタクルは、被駆動ディスク９６４の縦軸から同じ距離Ｒｒｃｐｔ２にある内縁面を有する。駆動ドッグ用レセプタクル１９５２Ａが、駆動ドッグ用レセプタクル１９５２Ｂと同じであるので、駆動ドッグ用レセプタクル１９５２Ｂの特徴についてのみ、さらに詳細に検討する。駆動ドッグ用レセプタクル１９５２Ｂの説明は、駆動ドッグ用レセプタクル１９５２Ａに直接的に適用可能であるので、その説明を、駆動ドッグ用レセプタクル１９５２Ａについて繰り返さない。

駆動ドッグ用レセプタクル１９５２Ｂは、４つの側面で境界を区切ることができる。第２側面及び第４側面は、第１側面に対して垂直な壁である。第３側面は、第２側面及び第４側面に対して垂直な壁である。しかしながら、この態様では、４つの側面のうち第１側面を欠いているので、第１の開放面と呼称する。開放側壁の使用は、単なる例示であり、限定するものではない。いくつかの態様では、第１の側壁は、固体（中実）の側壁とすることができる。

こうして、この態様では、駆動ドッグ用レセプタクル１９５２Ｂは、それぞれが被駆動ディスク９６４の基端側の外縁面１９５６から駆動ドッグ用レセプタクル１９５２Ｂの底面１９５７に延びる３つの壁によって境界が区切られる。開放側とは反対側の第３の壁は、基端側の外縁面１９５６から底面１９５７に延びる直線状の壁１９５２ｓ３である。２つの対向する壁、つまり第２及び第４の壁は、２つの部分、つまり直線状の壁部１８５２ｓ２，１９５２ｓ４、及び傾斜した壁部１９５２ｗ２，１９５２ｗ４を有する。

こうして、駆動ドッグ用レセプタクル１９５２Ｂは、第１部分１９５２Ｂ１及び第２部分１９５２Ｂ２に分割される。第１部分１９５２Ｂ１は、被駆動ディスク９６４内で基端側の外縁面１９５６から第２部分１９５２Ｂ２に延びる。第２部分１９５２Ｂ２は、被駆動ディスク９６４内で駆動ドッグ用レセプタクル１９５２Ｂの第１部分１９５２Ｂ１から底面１９５７にさらに延びる。駆動ドッグ用レセプタクル１９５２Ｂの他の特徴は、駆動ドッグ用レセプタクル１８５２Ａについて上述した特徴と同様であるので、その説明は、駆動ドッグ用レセプタクル１９５３Ｂに適用可能であり、ここでは繰り返さない。

この態様では、係合レセプタクル１９６３は、被駆動ディスク９６４の基端部に形成された開放３次元溝を含む。開放３次元溝は、被駆動ディスク９６４内で基端側の外縁面９５６から先端側に延びる。ここでは、開放３次元溝は、閉じた内周及び外周を有さない３次元溝を意味する。図１９Ａの例では、開放３次元溝は、幅及び深さを有する略３次元の文字Ｃ字形状溝１９６３Ｃである。

３次元の文字Ｃ字形状溝１９６３Ｃは、第１端部１９６３Ｃ１及び第２端部１９６３Ｃ２を有する。第１端部１９６３Ｃ１及び第２端部１９６３Ｃ２は、それぞれ第１ギャップ１９６３Ａ及び第２ギャップ１９６３Ｂによって回転禁止要素１９８０から分離される。

この態様では、回転禁止要素１９８０は、一端に回転ロック機構１９８１を有する屈曲部１９８０Ｆを含む。この態様では、屈曲部１９８０Ｆは、被駆動ディスク９６４の基端部の中央領域から被駆動ディスク９６４の側壁に向けて半径方向外向きに延びる。中央領域は、Ｃ字形状溝１９６３で境界が区切られる。回転ロック機構１９８１は、屈曲部１９８０Ｆの端部から先端方向に延びる。回転ロック機構１９８１は、ディスク９６４の側壁の一部を形成する。この態様では、回転ロック機構１９８１の最先端部は、タングである。

図１９Ｂは、被駆動インターフェイスアセンブリ９６１の本体１９８５の一部を示す図である。本体１９８５は、被駆動ディスク用レセプタクル１９８６を含む。複数のギヤの歯１９８７が、被駆動ディスク用レセプタクル１９８６の底面から基端方向に延びる。本体１９８５は、複数の被駆動ディスク９６４Ｐ内の各被駆動ディスク９６４について被駆動ディスク用レセプタクル１９８６を含む。

伝達ユニット９６５のシャフト１４６６は、被駆動ディスク用レセプタクル１９８６内に延びる基端部を含む。被駆動ディスク９６４は、シャフト１４６６の基端部に取り付けられ、それによって、被駆動ディスク９６４は、被駆動ディスク用レセプタクル１９８６内に位置付けされ、被駆動ディスク用レセプタクル１９８６内で回転可能することができる。

最初に、手術用器具２６０を滅菌アダプタアセンブリ２５０に取り付けるときに、被駆動インターフェイスアセンブリ９６１内の被駆動ディスク９６４が、滅菌アダプタアセンブリ２５０内の中間ディスク６５３を可動式本体６５１Ｃに対して基端側に押し、それによって、中間ディスク６５３は、自由に回転できる、例えば、中間ディスク６５３上のタブ１７６７は、中間ディスク６５３が回転する際に、タブ１７６７がもはやハードストップ１７６１に接触しないように、基端側に移動される。典型的に、最初に、手術用器具２６０を滅菌アダプタアセンブリ２５０に取り付けるときに、滅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イス７５６は、被駆動ディスク９６４の被駆動インターフェイス９８０と位置合わせされない。従って、中間ディスク６５３及び被駆動ディスク９６４は、かみ合わない。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、すなわち部分的に結合するときの断面図を示す。

中間ディスク６５３及び被駆動ディスク９６４を接触させて部分的に結合させるときに、Ｃ字形状構造１８６３Ｃは、Ｃ字形状溝１９６３Ｃに部分的に挿入される。しかしながら、壁１８６３Ａは、ギャップ１９６３Ａと位置合わせされておらず、壁１８６３Ｂは、ギャップ１９６３Ｂと位置合わせされていない。従って、Ｃ字形状構造１８６３のみが、壁１８６３Ａ，１８６３Ｂが被駆動ディスク９６４の基端側の外縁面１９５６に接触するまで、Ｃ字形状溝１９６３Ｃ内に入る。

Ｃ字形状構造１８６３の一部が、屈曲部１９８０Ｆに載置され、この屈曲部１９８０Ｆを先端方向に歪める。屈曲部１９８０Ｆのたわみによって、回転ロック機構１９８１を先端側に移動させ、それによってタング１９８１Ｔが、被駆動ディスク用レセプタクル１９８６の底面上の歯１９８７と係合する。タング１９８１Ｔを歯１９８７に係合させることによって、被駆動ディスク９６４が回転するのを防止する。

こうして、被駆動ディスク９６４を静止状態に保持し、且つ中間ディスク６５３を回転させる際に、壁１８６３Ａ及び１８６３Ｂは、それぞれ、ギャップ１９６３Ａ及びギャップ１９６３Ｂと位置合わせされ、予圧力によって、Ｃ字形状構造１８６３ＣをＣ字形状溝１９６３Ｃ内に完全に挿入させ、壁１８６３Ａ及び１８６３Ｂをそれぞれギャップ１９６３Ａ及びギャップ１９６３Ｂ内に挿入させる。また、駆動ドッグのそれぞれは、対応する駆動ドッグ用レセプタクル内に挿入される。Ｃ字形状構造１８６３Ｃが、もはや屈曲部１９８０Ｔを押していないので、屈曲部１９８０Ｔは、歪んでいない状態に戻る（図２０Ｂ）。これは、タング１９８１Ｔを歯１９８７から係合を解除するので、被駆動ディスク９６４は、回転することができる。こうして、被駆動ディスク９６４は、中間ディスク６５３に結合され、それによって、トルクがシャフト１４６６に伝達される。

屈曲部１９８０Ｆは単なる例示であり、限定するものではない。例えば、ばねで付勢されたピンは、中間ディスク６５３及び被駆動ディスク９６４が結合されるまで、Ｃ字形状構造１８６３がピンを押し下げるように被駆動ディスク９６４内に入れることができる。押し下げられたピンは、一端にタングを含む被駆動ディスク９６４の先端部で屈曲部を押すことができる。タングは、屈曲部上の力が除去されるまで、歯１９８７と係合する。あるいはまた、ばねで付勢されたピンは、回転を防止するために歯１９８７と係合することができる。

手術用器具２６０が滅菌アダプタアセンブリ２５０に取り付けられ、且つ中間ディスクが被駆動ディスクと結合した後に、運動／トルクは、駆動ユニットアセンブリ５４１から手術用器具２６０内の伝達ユニットに伝達させることができる。しかしながら、上述したように、ばね１６０１の圧縮によって供給された第１の予圧力の下で、ディスク・スタック１４００にある程度のバックラッシュが存在する。

第１の予圧力の下で、中間ディスク６５３と被駆動ディスク９６４との間の結合部、及び駆動出力ディスク５４５と中間ディスク６５３との間の結合部は、２つのディスクを位置合わせするため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、低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との間の部分的な結合部は、ゼロバックラッシュを有する。中間ディスク６５３と被駆動ディスク９６４との間の結合部の及び駆動出力ディスク５４５と中間ディスク６５３との間の結合部のバックラッシュを外科処置に使用されるトルクレベルについてゼロに低減するために、予圧アセンブリ７８０を使用して、予圧力を第１の予圧力から第２の予圧力に変化させる。

図２１は、挿入アセンブリ３３１の一態様のより詳細な図である。挿入アセンブリ３３１は、フレーム２１１０、中間キャリッジ２１２０、及び先端キャリッジ２１３０を含む。中間キャリッジ２１２０は、フレーム２１１０のボールねじ２１１１上に乗る。一態様では、ボールねじ２１１１は、６ミリメートル（ｍｍ）のピッチを有しており、バック駆動可能である。中間キャリッジ２１２０は、先端キャリッジ２１３０を駆動する金属ベルト２１２１を含む。先端キャリッジ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センブリのハウジング７４１に取り付けられる。一態様では、先端キャリッジ２１３０は、中間キャリッジ２１２０の２倍の距離範囲まで移動する。

図２２Ａ及び図２２Ｂは、予圧アセンブリ７８０をより詳細に示す図である。図２２Ａ及び図２２Ｂでは、手術用器具２６０は、滅菌アダプタアセンブリ２５０に取り付けられる。しかしながら、説明を容易にするために、手術用器具２６０を、図２２Ａ及び図２２Ｂには示していない。手術用器具の先端部は、例えば、エントリガイド２７０内のチャネルへの入口に位置付けさる。

図２２Ａに示されるように、最初に、予圧アセンブリ７８０内のカム従動アセンブリ２２８３が、中間キャリッジ２１２０上の予圧トラック２２２５の谷部に位置付けされる、例えば、予圧トラック２２２５上の第１の位置に位置付けされる。予圧トラック２２２５は、中間キャリッジ２１２０上に取り付けられる。その谷部は、予圧トラック２２２５の基端部に配置される。カム従動アセンブリ２２８３は、予圧アセンブリ７８０のアーム２２８２の第１端部に回転可能に接続される。アーム２２８２の第２端部は、モータパックのブラケット２２８１に接続される。モータパックのブラケット２２８１は、モータパック１５４１に固定される。こうして、アーム２２８２は、モータパック１５４１に結合される。図２２Ａ及び図２２Ｂでは、器具マニピュレータアセンブリのハウジング７４１は、器具マニピュレータアセンブリのハウジング７４１内の機構及び要素が視認されるように、透明である。上述したように、器具マニピュレータアセンブリのハウジング７４１は、先端キャリッジ２１３０に固定される。

第１の位置では、各駆動出力アセンブリ５４３内の軽予圧ばね１６０１は、圧縮されており、第１の予圧力が、ディスク・スタック１４００内の各ディスクに加えられる。手術用装置アセンブリ３００が挿入アセンブリ３３１により第１の位置（図２２Ａ参照）から第２の位置（図２２Ｂ参照）に距離Ｚｌｏａｄだけ先端側に移動すると、器具マニピュレータアセンブリのハウジング７４１は、距離Ｚｌｏａｄだけ移動する。

カム従動アセンブリ２２８３が回転可能に取り付けられた旋回ピン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のハウジング７４１に結合される。こうして、挿入アセンブリ３３１が器具マニピュレータアセンブリのハウジング７４１を距離Ｚｌｏａｄだけ先端側に移動させると、旋回ピン２２８４は、カム従動アセンブリ２２８３を同じ距離Ｚｌｏａｄだけ移動させる。一態様では、距離Ｚｌｏａｄは、３．８５インチ(97.79mm)である。

ホイール２２８３Ｗが、カム従動アセンブリ２２８３の第１端部に回転可能に取り付けられ、ホイール２２８３Ｗは、予圧トラック２２２５上に乗る。こうして、カム従動アセンブリ２２８３が先端側に移動すると、ホイール２２８３Ｗは、予圧トラック２２２５の輪郭をたどる。しかしながら、カム従動アセンブリ２２８３が先端側に移動すると、予圧トラック２２２５と旋回点２２８４との間の距離は、減少する。その結果、カム従動アセンブリ２２８３が予圧トラック２２２５の斜面２２２５Ｒを乗り上げる際に、カム従動アセンブリ２２８３は、図２２Ａに示される第１の位置から図２２Ｂに示されるような第２の位置に回転され、且つ器具マニピュレータアセンブリのハウジング７４１によって移動した距離よりも大きい距離だけモータパック１５４１を移動させる。従って、カム従動アセンブリ２２８３の回転は、器具マニピュレータアセンブリのハウジング７４１に対して所定の距離だけモータパック１５４１を先端側に変位させる。

カム従動アセンブリ２２８３に作用する力を理解するために、図２２Ｃの自由体力図を検討する。図２２Ｃは、カム従動アセンブリ２２８３の一部及び予圧トラック２２２５の一部を示す。カム従動アセンブリ２２８３が、ホイール２２８３Ｗを予圧トラック２２２５の斜面２２２５Ｒの上に移動させると、予圧トラック２２２５は、ホイール力Ｆｗｈｅｅｌを予圧トラック２２２５に作用させる。ホイール力Ｆｗｈｅｅｌは、予圧トラック２２２５に対して垂直となる。力Ｆｗｈｅｅｌは、２つの直交する力、引込み力Ｆｒｅｔｒａｃｔ及び縦力Ｆｌｏｎｇで構成される。引込み力Ｆｒｅｔｒａｃｔは、ユーザが力を先端方向に加えて手術用装置アセンブリ３００を先端側に移動させるような力である。あるいはまた、ユーザが全力を作用させる必要がないように、この力の一部又は全てを、モータによって加えることができる。

カム従動アセンブリ２２８３が第１の位置から第２の位置に移動すると、縦力Ｆｌｏｎｇに比例した力が、カム従動アセンブリ２２８３によってアーム２２８２に伝達される。縦力Ｆｌｏｎｇに比例した力が、アーム２２８２及びモータパックのブラケット２２８１を介してモータパック１５４１に加えられる。

こうして、カム従動アセンブリ２２８３がトラック２２２５に沿って移動する際に、２つの動作がカム従動アセンブリ２２８２によって実行される。カム従動アセンブリ２２８３が斜面２２２５Ｒの上に移動し且つ回転すると、カム従動アセンブリ２２８３の回転によって、モータパックを距離Ｚｌｏａｄよりも大きい距離だけ先端側に押す、例えば、モータパック１５４１は、距離（Ｚｌｏａｄ＋Δ）を移動する。また、カム従動アセンブリ２２８３が、斜面２２８３Ｗの上に移動する際に、カム従動アセンブリ２２８３は、縦力Ｆｌｏｎｇに比例する力をモータパック１５４１に伝達し、次に第１及び第２のばね１６０１，１６０２を圧縮し、それによって、第２の予圧力が駆動出力ディスク５４５上に作用する。第２の予圧力は、圧縮ばね１６０１，１６０２によって供給された力の組合せである。圧縮ばね１６０２によって供給された力は、圧縮ばね１６０１によって供給された力よりも大きい。駆動出力ディスク５４５上に作用する第２の予圧力が、ディスク・スタック１４００内の他のディスクのそれぞれに加えられる。上述したように、一態様では、第２の予圧力は、３．０Lbf(13.344N)である。当然のことながら、ばねが他に圧縮しないので、手術用器具が設置されている場合にのみ、これは当てはまる。

図２２Ｄ及び図２２Ｅは、距離Ｚｌｏａｄを移動させた器具マニピュレータアセンブリのハウジング７４１の上部に対して追加の距離Δを移動したモータパック１５４１を示している。一態様では、距離Δは、０．２１２インチ(5.385mm)である。この態様では、図２２Ｄ及び図２２Ｅは、カム従動アセンブリ２２８３が回転する際に、アーム２２８２の基端部が移動する距離が、距離Δであることを示している。これは単なる例示であり、限定するものではない。

他の実施態様では、カム従動アセンブリ２２８３は、ホイール２２８３Ｗが高さΔを有する斜面２２２５Ｒを横断するときに、アーム２２８２、従ってモータパック１５４１が距離Δよりも大きい距離を移動するように、異なる長さのモーメントアーム２２８３Ｍ１，２２８３Ｍ２（図２３参照）を有することができ、あるいはまた、ホイール２２８３Ｗが高さΔを有する斜面２２２５Ｒを横断するときに、アーム２２８２、従ってモータパック１５４１が距離Δよりも小さい距離を移動するように、異なる長さのモーメントアームの２２８３Ｍ１，２２８３Ｍ２（図２３参照）を有することができる。最後に、図２２Ｄは、斜面２２２５Ｒが高さΔを有することを示し、例えば、ホイール２２８３が第１の位置から第２の位置へ移動すると、ホイール２２８３Ｗは、トラック２２２５に対して垂直な方向に距離Δだけ変位する。

図２２Ｆは、予圧トラック２２２５の一態様を示す図である。予圧トラック２２２５の寸法の一例が、表２に与えられる。

予圧トラック２２２５は、第１の予圧力から第２の予圧力に予圧力を円滑に上昇させるように構成される。図２２Ｇは、予圧アセンブリ７８０が予圧トラック２２２５上の第１の位置から第２の位置に先端側に移動する際の、引込力のグラフである。曲線２２８０は、各挿入距離での引込力を与える。引込力は、器具マニピュレータアセンブリのハウジング７４１で基端方向に作用する。

この例では、第１の位置は、０．０インチの挿入距離であり、第２の位置は、３．８５インチ(97.79mm)の挿入距離である。引込力は、約０．０〜約０．６インチ(15.24mm)だけ線形的に増加し、次に、減少した傾きで約０．６〜２.２インチ(15.24-55.88mm)だけ線形的に増加し続ける。約２．２〜２．６インチ(55.88-66.04mm)の範囲で、力は増加し且つピークに達し、次に、約３．８５インチ(97.79mm)で先細り的にゼロ力にされる。３．８５インチ(97.79mm)の挿入距離で、２．３Lbf(10.23N)の第２の予圧力に達する。この設計では、３．８５インチ(97.79mm)の挿入距離で、第２の予圧ばねは、その最大値に圧縮されるので、先端側の運動に追加の抵抗がない。この例では、器具チップは、４．８インチ(121.92mm)以上の挿入深さでカニューレから突出する。こうして、ディスク・スタック１４００は、完全に予圧され、器具チップがカニューレを抜け出る前に、バックラッシュは実質的にゼロに減少する。

曲線２２８０を用いて、トラックは、挿入プロフィールに対するこの引込力を供給するように機械加工される。機械加工によって、曲線２２８０に従って予圧力を円滑に上昇させるような予圧トラックのプロファイルを形成する。曲線２２８０は、単なる例示であり、限定するものではない。この開示を考慮すれば、当技術分野の精通者は、特定の予圧ばねアセンブリ、特定のカニューレ及び手術用器具について挿入距離に対する引込力を形成することができる。

図２３は、予圧アセンブリ７８０のより詳細な図である。アーム２２８２は、カム従動アセンブリ２２８３のＬ字形本体２２８３Ｂの第１端部２２８３Ａに回転可能に接続された第１端部２８８２Ａを有する。アーム２２８２の第２端部２２８２Ｂは、モータパックのブラケット２２８１に接続される。モータパックのブラケット２２８１は、モータパック１５４１に固定される。

この態様では、第１のモーメントアーム２２８３Ｍ１は、旋回ピン２２８４において第２のモーメントアーム２２８３Ｍ２に直交し、これと同じ長さを有する。従って、この態様では、縦力Ｆｌｏｎｇがモータパック１５４１に加えられる。しかしながら、他の態様では、２つのモーメントアームは、直交しないことがある。モーメントアームが直交しない場合に、又はモーメントアームの長さが異なる場合に、モータパック１５４１に加えられる力は、縦力Ｆｌｏｎｇに比例する。各態様では、本体２２８３の形状は、２つのモーメントアームを収容し、且つ縦力をモータパックに伝達及び回転させるために必要な強度を提供するように選択される。

Ｌ字形本体２２８３Ｂの第２端部２２８３Ｂは、ホイール２２８３Ｗに回転可能に接続される。ホイール２２８３Ｗは、予圧トラック２２２５上に乗る。Ｌ字形本体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のハウジング７４１に固定して取り付けられる。予圧アセンブリ７４０の第１モーメントアーム２２８３Ｍ１は、ホイール２２８３Ｗの回転中心からＬ字形本体２２８３Ｂの頂点の回転中心に延びる。予圧アセンブリ７４０の第２のモーメントアーム２２８３Ｍ２は、アーム２２８２の第１端部２２８２Ａの回転中心からＬ字形本体２２８３Ｂの頂点の回転中心に延びる。旋回ピン２２８４とトラック２２２５との間の距離が固定されているので、ホイール２２８３Ａが斜面を先端側に上方に移動する際に、カム従動アセンブリ２２８３は、図２２Ｂに示されるように回転し、モータパック１５４１は、器具マニピュレータアセンブリのハウジング７４１に対して変位し、その結果、縦力Ｆｌｏｎｇが、モータパック１５４１内のばねアセンブリに加えられる。

図２３では、予圧アセンブリ７８０は、予圧解放機構も含む。予圧解放機構は、予圧解放ボタン２３８２、予圧解放レバー２３８５、予圧係合アーム２３８６、及び戻しばね（図示しないが、図４Ａ〜図４Ｈを参照）を含む。予圧解放ボタン２３８２は、予圧解放ボタン４８２の一例である。また、ピン２３８８と同心であり、予圧解放レバー２３８５に時計回り（図２３に対して時計回り）のトルクを与えるねじりばねは、図２３には示されていない。これは、解放ボタン２３８２が押されない限り、予圧解放レバー２３８５及び予圧解放ボタン２３８２を未解放の位置（図示）に維持するために必要である。

予圧係合アーム２３８６の第１端部、つまり基端部は、旋回ピン２２８４Ａに回転可能に結合される。回転ピン２３８６Ｐは、予圧係合アーム２３８６の第２端部、つまり先端部に取り付けられる。予圧係合面２３８６Ｓが、係合アーム２３８６の第２端部の回転ピン２３８６Ｐの基端側にある。この態様では、予圧係合面２３８６Ｓは、予圧トラック２２２５の平坦部分に垂直となる。予圧係合アーム２３８６は、直線状レールに結合される。

予圧解放レバー２３８５の第１端部、つまり基端部のフックが、係合アーム２３８５の第２端部の回転ピン２３８６Ｐと係合する。予圧解放ボタン２３８２は、予圧解放レバー２３８５の第２端部、つまり先端部に結合される、例えば、その先端部と接触する。予圧解放レバーの第１端部と第２端部との間で、予圧解放レバー２３８５は、予圧解放レバー２３８５の支点として機能する別の旋回ピン２３８８に回転可能に取り付けられる。

この例では、支点が、力点（予圧解放ボタン２３８２によって供給される力）と作用点（フックと回転ピン２３８６Ｐとの間の結合部）との間にあるので、予圧解放レバー２３８５は、クラス１のレバーである。この例では、予圧解放レバー２３８５は、クラス１のレバーとして実施されているが、これは単なる例示であり、限定するものではない。他の態様では、クラス２のレバー又はクラス３のレバーを使用することができる。クラス２のレバーについて、作用点は、支点と力点との間にあり、クラス３のレバーについて、力点は、支点と作用点との間にある。

挿入アセンブリ３３１が詰まった場合に、手術用器具２６０を取り外すことができるように、高予圧力を解放しなければならない。手術用器具２６０を取り外すために、ユーザは、予圧解放ボタン２３８２を押す（図２４Ａ参照）。ユーザによって供給される力に応答して、予圧解放ボタン２３８２は、予圧解放レバー２３８５の第２端部に力を加える。予圧解放レバー２３８５の第２端部上の力によって、予圧解放レバー２３８５を旋回ピン２３８８の周りに回転させ、予圧係合アーム２３８６の第２端部に取り付けられた回転ピン２３８６Ｐから予圧解放レバー２３８５の第２端部上のフックの係合を解除する。

戻しばねが、器具マニピュレータアセンブリのハウジング７４１とモータパック１５４１との間に取り付けられ、高予圧力が加えられたときに伸長されることを思い出して頂きたい。その結果、予圧解放レバー２３８５が予圧係合アーム２３８６から係合が解除されたときに、戻しばねが、モータパック１５４１を完全な引込み位置に後退させる。

完全な引込み位置では、予圧力が存在しておらず、駆動出力ディスク５４５は、中間ディスク６５３から係合が解除される。また、解除ラッチ阻止ストップ及び複数のハードストップ２４３７は、器具滅菌アダプタアセンブリ２５０及び手術用器具２６０の両方を取り外すことができるように、引き抜かれる。手術用器具２６０の先端部が直線状ではない場合には、人が手術用器具を引き抜く際に、予圧力を含まず且つ駆動出力ディスク５４５が係合していない状態のディスク・スタックがバック駆動可能であるので、カニューレに力を加えて手術用器具２６０の先端部を直線状にすることができる。

図２４Ｂは、予圧アセンブリ７８０の自動予圧リセット機構の一実施態様を示す図である。滅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に取り付けるときに、器具マニピュレータアセンブリ２４０は、滅菌アダプタアセンブリ２５０の存在を示す信号を制御装置２９０に送る。この信号に応答して、制御装置２９０は、器具マニピュレータアセンブリ２４０を基端側に移動させるようなモータを作動させる。

器具マニピュレータアセンブリのハウジング７４１は、予圧トラック２２２５上の予圧係合リッジ２３２６の約２倍の速度範囲で基端側に移動する。これは、先端キャリッジ２１３０が中間キャリッジ２１２０の２倍の距離範囲を移動するためである。この態様では、予圧係合リッジ２３２６は、予圧トラック２２２５の先端部から延びる。

こうして、器具マニピュレータアセンブリのハウジング７４１が基端側に移動すると、予圧係合リッジ２３２６は、予圧係合アーム２３８６及び器具マニピュレータアセンブリのハウジング７４１の半分の速度で基端側に移動する。従って、器具マニピュレータアセンブリのハウジング７４１が基端側に移動する際に、予圧係合アーム２３８６の面２３８６Ｓは、予圧トラック２２２５上で予圧係合リッジ２３２６と係合する。器具マニピュレータアセンブリのハウジング７４１が基端側に移動し続ける際に、予圧係合リッジ２３２６は、予圧係合アーム２３８６の面２３８６Ｓの先端方向に縦力を作用させる。これによって、上述したように、カム従動アセンブリ２２８３が、モータパック１５４１に縦力を加える。モータパック１５４１が縦力によって位置Ｐｒｅｌｏａｄ１を越えて基端側に移動すると、予圧解放レバー２３８５のフック（図２４Ｂでは見えない）は、回転ピン２３８６Ｐと係合する。予圧解放レバー２３８５上のフックが回転ピン２３８６Ｐに係合した後に、器具マニピュレータアセンブリのハウジング７４１は、モータパック１５４１が位置Ｐｒｅｌｏａｄ１となるように、先端側に移動する。この態様では、予圧力の適用は、滅菌アダプタアセンブリ２５０の取付けの際に自動的に行われるので、予圧力は、滅菌アダプタアセンブリ２５０の取付け後に、駆動出力ディスク５４５上に維持される。

図２３、図２４Ａ及び図２４Ｂでは、解放機構を理解するのに必要な要素のみが示されていることに留意されたい。図２３、図２４Ａ、及び図２４Ｂに関連する実際の構成は、図２２Ａに関して図示及び説明した全ての要素を含む。

図２５は、手術用器具の取外しロックアウト機器を示す手術用装置アセンブリ３００の一部分の断面図である。手術用器具取外しロックアウト機器は、予圧力をディスク・スタック１４００に加える予圧機構、複数のハードストップ２４３７、及び複数のハードストップ・レセプタクル１７５７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のそれぞれは、モータパック１５４１の先端面から先端方向に延びる。図１７Ａに示されるように、複数のハードストップ・レセプタクルのそれぞれは、滅菌アダプタアセンブリ２５０の可動式本体６５１Ｃの基端面から先端方向に可動式本体６５１Ｃ内に延びる。

滅菌アダプタ２５０が手術用器具マニピュレータアセンブリ２４０に取り付けられ、且つ予圧力が、上述したように自動的に係合されたときに、可動式本体２５１は、滅菌アダプタアセンブリ２５０の滅菌アダプタフレーム６５１内の最も先端側の位置にある。この位置では、複数のハードストップ２４３７は、複数のレセプタクル２４３７内になく、可動式本体６５１Ｃは、滅菌アダプタフレーム６５１内で自由に移動する。

こうして、上述したように、手術用器具２６０を滅菌アダプタアセンブリ２５０に取り付けることができる。しかしながら、第２の予圧力が駆動出力アセンブリ５４３に加えられ、且つばねアセンブリが完全に圧縮されるときに、複数のハードストップ２４３７は、複数のレセプタクル２４３７内に延び、複数のハードストップ２４３７は、可動式本体６５１Ｃが基端方向に移動するのを防止する。手術用器具２６０の取外しは、可動式本体６５１Ｃを基端方向に移動させる。こうして、第２の予圧力がモータパック１５４１に加えられた場合に、複数のハードストップ２４３７は、可動式本体６５１Ｃが基端側に移動するのを防止し、その結果、手術用器具２６０の取外しが阻止される。

複数のハードストップ・レセプタクル２４３７の使用は、単なる例示であり、限定するものではない。別の態様では、複数のハードストップ・レセプタクル１７５７を使用しない。代わりに、複数のハードストップ２４３７は、可動式本体６５１Ｃの基端面と接触し、可動式本体６５１Ｃの基端方向の移動を防止する。

こうして、手術用器具マニピュレータアセンブリ２４０は、時にはハウジング７４１と呼称される器具マニピュレータアセンブリのハウジング７４１、及びモータパック１５４１を含む。モータパック１５４１は、ハウジング７４１に移動可能に結合される。複数のハードストップ２４３７は、モータパック１５４１の先端部に取り付けられる。複数のハードストップ２４３７は、手術用器具マニピュレータアセンブリ２４０のハウジング７４１に対して少なくとも第１の位置及び第２の位置に位置付けすることができる。複数のハードストップ２４３７が第１の位置にあるときに、手術用器具２６０を器具マニピュレータアセンブリ２４０に結合し且つこれから分離することができる。複数のハードストップ２４３７が第２の位置にあるときに、手術用器具２６０を器具マニピュレータアセンブリ２４０から分離することができない。

図２６Ａは、滅菌アダプタ解除ラッチ２６３５のより詳細な断面図である。滅菌アダプタ解除ラッチ２６３５は、解除ラッチ４３５の一態様の例である。滅菌アダプタフレーム６５１の一端上のリップ６５４は、滅菌アダプタ解除ラッチ２６３５の先端部から延びるリップ２６３５Ｌによって係合される。滅菌アダプタ解除ラッチ２６３５は、器具マニピュレータアセンブリのハウジング７４１の壁に取り付けられ、それによって、滅菌アダプタ解除ラッチ２６３５は、滅菌アダプタ２５０の滅菌アダプタフレーム６５１と係合し且つこれから係合解除するように旋回することができる。一態様では、フレームに対する滅菌アダプタ解除ラッチ２６３５の旋回接続部は、ばねで付勢され、それによってラッチ２６３５の安定位置が係合位置となる。ラッチピン２６３５Ｐは、滅菌アダプタ解除ラッチ２６３５の基端部に結合される。モータパック１５４１が位置ホーム(Home)に完全に引き込まれたときに、例えば予圧力がモータパック１５４１に作用しない状態のときに、ラッチピン２６３５Ｐは、滅菌アダプタ解除ラッチ２６３５が、滅菌アダプタフレーム６５１と係合し且つこれから係合解除するように旋回するのを防止することができない。

滅菌アダプタ２５０を器具マニピュレータセンブリ２４０に取り付けるときに、上述したように、自動予圧リセット機構は、予圧力を作用させる、例えば、モータパック１５４１が、予圧係合機構によって位置Ｐｒｅｌｏａｄ１に移動するときに、軽予圧力をモータパック１５４１に作用させる。モータパック１５４１が位置Ｐｒｅｌｏａｄ１に移動するときに、モータパック１５４１に取り付けられた解除ラッチ阻止ストップ２６３８は、先端側に移動する。

モータパック１５４１が位置Ｐｒｅｌｏａｄ１にあるときに、滅菌アダプタ解除ラッチ２６３５の基端部が押された場合に、ラッチピン２６３５Ｐは、解除ラッチ阻止ストップ２６３８と接触し、滅菌アダプタ解除ラッチ２６３５が滅菌アダプタフレーム６５１から係合解除されて旋回するのを防止する。こうして、軽予圧力をモータパック１５４１上に作用させたときに、滅菌アダプタアセンブリ２５０の取外しが、阻止される。

図２６Ａは、自動予圧リセット機構が通電される場合に、滅菌アダプタ解除ラッチ２６３５が押し下げられている間の、潜在的な問題を示している。解除ラッチ阻止ストップ２６３８が先端側に移動する際に、滅菌アダプタ解除ラッチ２６３５が解除されない場合に、解除ラッチ阻止ストップ２６３８は、ラッチピン２６３５Ｐと衝突するだろう。これは、潜在的に、ラッチピン２６３５Ｐを損傷する、例えばラッチピン２６３５Ｐを曲げる恐れがあり、そのため、滅菌アダプタ取外し阻止機構が、正常に作動しなくなる。従って、一態様では、ラッチピン２６３６Ｐ（図２６Ｂ参照）は、滅菌アダプタ解除ラッチ２６３５の基端部に旋回可能に接続され、その接続は、ばね２６３４によるばね付勢である。こうして、滅菌アダプタ解除ラッチ２６３５が押し下げられ且つ自動予圧リセット機構が通電された場合に、ラッチ阻止ストップ２６３８がラッチピン２６３５Ｐと衝突する時に、ラッチピン２６３５Ｐは、旋回し、損傷を受けない。滅菌アダプタ解除ラッチ２６３５が解除されるときに、ばね２６３４によって、ラッチピン２６３３Ｐを元の位置に戻す。

上述したいくつかの例では、「基端の」又は「基端側に」という用語は、システムの運動の運動連鎖に従ったマニピュレータアームの基部に近い、又はシステムの運動の運動連鎖に従った運動（又は手術部位）の遠隔中心からさらに遠くにある対象物又は要素を説明するために一般的な方法で使用される。同様に、「先端の」又は「先端側の」という用語は、システムの運動の運動連鎖に従ったマニピュレータアームの基部からさらに遠い、又はシステムの運動の運動連鎖に従った運動（又は手術部位）の遠隔中心に近い対象物又は要素を説明するために一般的な方法で使用される。

本明細書で使用される場合に、「第１」、「第２」、「第３」、「第４」等は、異なる構成要素又は要素同士を区別するために用いられる形容詞である。従って、「第１」、「第２」、「第３の」、「第４」等は、構成要素又は要素の順序を暗示させるものではない。

本発明の態様及び実施形態を示す上述した詳細な説明及び添付の図面は、保護される発明を規定する特許請求の範囲を制限するものと解釈すべきではない。種々の機械的な、組成的な、構造的な、電気的な、及び操作上の変更は、本明細書及び特許請求の範囲の精神及び範囲から逸脱することなく行うことができる。いくつかの例では、周知の回路、構造、及び技術は、本発明を不明瞭にすることを避けるために詳細に示していない又は説明していない。

また、この詳細な説明の用語は、本発明を限定するものではない。例えば、「〜の下に(beneath)」、「〜より下の(below)」、「〜の下方の(lower)」、「〜より上の(above)」、「〜の上方の(upper)」、「基端の(proximal)」、「先端の(distal)」等の空間に関連する用語は、図に示される１つの要素又は機構についての別の要素又は機構との関係を説明するために使用される。これらの空間に関連する用語は、図面に示される位置及び向きに加えて、使用又は操作中の装置の異なる位置（すなわち、位置）及び向き（すなわち、回転位置）を包含することを意図している。例えば図面内の装置をひっくり返した場合に、他の要素又は機構「より下の(below)」又は「の下に(beneath)」として説明された要素は、次に、他の要素又は機構「より上の(above)」又は「の上に(over)」となる。従って、例示的な用語「〜より下の(below)」は、「〜より上の(above)」及び「〜より下の(below)」両方の位置及び向きを包含することができる。その装置は、他の方法で向き合わせ（９０度回転又は他の向きに）してもよく、本明細書で使用される空間に関連する説明は、それに応じて解釈される。同様に、様々な軸線に沿った及びこの軸線周りの運動の説明は、装置の様々な特別な位置及び向きを含む。

単数形「１つの(a,
an)」及び「その(the)」は、文脈が他に指示しない限り、複数形も含むことを意図している。用語「備える、有する、含む(comprises, comprising)」、「含む、有する(including)」等は、説明した特徴、ステップ、操作、要素、及び／又は構成要素の存在を特定するが、１つ以上の他の特徴、ステップ、操作、要素、構成要素、及び／又はグループの存在又は追加を排除するものではない。「結合した」として説明した構成要素は、電気的に又は機械的に直接的に結合されるか、又は１つ以上の中間部品を介して間接的に結合してもよい。

全ての実施例及び説明の参照は、非限定的であり、特許請求の範囲を本明細書で説明した特定の実装態様や実施形態及びその等価物に限定するために使用すべきではない。見出しは、単に形式のためであり、１つの見出しの下のテキストは、相互参照することができ、すなわち１つ以上の見出しの下のテキストに適用することができるので、主題をあらゆる方法で制限するように使用すべきではない。最後に、本開示を考慮して、一態様又は実施形態に関連して説明した特定の特徴は、図面に特に示されておらず又は本文中に記載されていないにも拘わらず、本発明の開示された他の態様又は実施形態に適用することができる。

Claims (16)

1. 駆動出力ディスク及び中間ディスクを備える機器であって：
   前記駆動出力ディスクは：
   先端面と；
   該先端面から延びる複数の駆動ドッグであって、該複数の駆動ドッグの各駆動ドッグは、３次元構造を含む第１部分と、第１部分から延びる第２部分とを含み、第２部分は、第２部分の２つの対向する側面を含み、第２部分の各側面は、湾曲面を含み、
   前記中間ディスクは：
   基端面と：
   該基端面から前記中間ディスク内に延びる複数の駆動ドッグ用レセプタクルであって、該複数の駆動ドッグ用レセプタクルの各駆動ドッグ用レセプタクルは、前記複数の駆動ドッグのうちの１つを受容するように構成され、及び前記複数の駆動ドッグの各駆動ドッグ用レセプタクルは、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部分と、前記駆動ドッグ用レセプタクルの底面を含む第２部分と、第１部分から第２部分に延びる第３部分とを含み、第３部分は、第３部分の２つの対向する傾斜した側面を含む、
   機器。
2. 前記湾曲面は、円形断面の一部を含む、請求項１に記載の機器。
3. 前記傾斜した面は、楔形状の側面の一部を含む、請求項２に記載の機器。
4. 前記傾斜した側面は、楔形状の側面の一部を含む、請求項１に記載の機器。
5. 前記駆動出力ディスクは：
   前記先端面から延びる第１の位置合せ要素と；
   前記先端面から延びる第２の位置合せ要素であって、第１の位置合せ要素は、第２の位置合せ要素から分離され、前記駆動出力ディスク及び前記中間ディスクがかみ合わされる場合に、第１及び第２の位置合せ要素の組合せは、前記駆動出力ディスクを前記中間ディスクに対して向き合わせする、第２の位置合せ要素と；をさらに含む、
   請求項１に記載の機器。
6. 第１の位置合せ要素は、ピンを含み、第２の位置合せ要素は、タブを含む、請求項５に記載の機器。
7. 中間ディスクは、第１の位置合せレセプタクル及び第２の位置合せレセプタクルをさらに含み、第１の位置合せレセプタクルは、第１の位置合せ要素とかみ合うように構成され、第２の位置合せレセプタクルは、第２の位置合せ要素とかみ合うように構成されており、第１の位置合せレセプタクルは、第２の位置合せレセプタクルから分離される、
   請求項５に記載の機器。
8. 前記中間ディスクは：
   外側面と；
   該外側面から延びるハードストップ・タブと；をさらに含む、
   請求項１に記載の機器。
9. 前記複数の駆動ドッグ用レセプタクルのそれぞれは、前記中間ディスクの縦軸から第１の距離に位置付けされた第１エッジ面と、第１エッジ面の反対側の第２エッジ面とを含む、請求項１に記載の機器。
10. 第２エッジ面は、開放エッジ面を含む、請求項９に記載の機器。
11. 前記駆動出力ディスクに結合した第１の予圧ばねをさらに含む、請求項１に記載の機器。
12. 第１の予圧ばねに結合した予圧アセンブリをさらに含み、
    第１の予圧ばねが圧縮された場合に、第１の予圧力が、前記駆動出力ディスクと前記中間ディスクとの間の結合部に加えられ、
    第１の予圧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結合部に加えられた場合に、前記駆動出力ディスクと前記中間ディスクとの間の結合部は、非ゼロバックラッシュを有する、
    請求項１１に記載の機器。
13. 前記駆動出力ディスクに結合した第２の予圧ばねをさらに含む、請求項１１に記載の機器。
14. 第１の予圧ばねに結合されるとともに第２の予圧ばねに結合された予圧アセンブリをさらに含み、
    第２の予圧ばね及び第１の予圧ばねが圧縮された場合に、第２の予圧力が、前記駆動出力ディスクと前記中間ディスクとの間の結合部に加えられ、
    第２の予圧力が前記結合部に加えられた場合に、前記駆動出力ディスクと前記中間ディスクとの間の結合部は、ゼロバックラッシュを有する、
    請求項１３に記載の機器。
15. 前記先端面は、中心を含み、
    前記複数の駆動ドッグの各駆動ドッグは、前記中心から第１の距離に位置付けされた第１エッジを含む。
    請求項１に記載の機器。
16. 前記複数の駆動ドッグ用レセプタクルの各駆動ドッグ用レセプタクルは、前記中間ディスクの縦軸から第１の距離に位置付けされた第１のエッジを含む、請求項１に記載の機器。

Images