JP6867997B2 - ロボット手術システム、方法、および装置 - Google Patents

ロボット手術システム、方法、および装置 Download PDF

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Description

（関連出願の相互参照）
本願は、２０１５年７月１７日に出願され、Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｓｕｒｇｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ， Ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ（代理人管理番号第Ｐ６４号）と題された米国仮特許出願第６２／１９３，９５９号に対する優先権を主張するものであり、該米国仮特許出願は、その全体が参照により本明細書中に援用される。
本教示は、手術に関する。より具体的には、本教示は、低侵襲手術およびロボット手術を提供するための装置ならびに方法に関する。
本教示は、外科的手技を行うステップに関する。より具体的には、本教示は、低侵襲外科的手技を行うための装置および方法に関する。近年、低侵襲外科的手技は、好評を博し、従来の手術方法よりも広く選定されている。高く評価された利益は、術後回復時間の明白な減少および有意に少ない瘢痕化である。
典型的には、低侵襲外科的手技は、手術部位における１つまたはそれを上回る極小切開を伴い、その後に、外科的手技を行うために使用される器具を保持する、可撓性筐体管の挿入が続く、コンピュータ支援手技である。手術器具は、ユーザインターフェースポータルを介して、医療従事者または外科医によって遠隔で制御される。結果として、手術中に、手術を行う器具と監督外科医または医療従事者との間に物理的接触がある必要はない。自動外科的手技の目標は、手動外科的手技と関連付けられる融通性および自由を維持し、人間の外科医にとって実行可能であろうものを超えて、そのような手技をさらに精緻化することである。
手術部位もしくは使用される手術器具の汚染は、外科的手技の所望の経過および／または患者の健康に関して、重篤な結果を引き起こし得る。衛生状態は、手術中の手術用手袋、マスク、および手術器具の規則的滅菌の使用によって、手動外科的手技中に医療従事者によって維持されることができる。しかしながら、これは、低侵襲外科的手技において課題を提起し得る。コンピュータ化外科的手技を行うために、器具駆動力が、２つの側面を単離した状態に保ちながら、非無菌側面から無菌側面に渡される。
本教示によると、本開示の側面は、低侵襲および／またはコンピュータ支援外科システムであるように構成され得る、外科システムに関する。外科システムは、医療従事者からの臨時または連続介入を要求し得る。そのような介入の要件および程度は、例えば、限定されないが、外科的手技の性質、そのような手技を行うための解剖学的部位、手技の持続時間、ならびに手術器具を自動化する程度等の種々の要因に応じて変動し得る。いくつかの構成では、本システムは、２つの区分に分割されてもよい。システムの動作は、システムの第１の区分から第２の区分への力の伝達によって制御されてもよい。第１の区分および第２の区分は、仕切または障壁によって分離されてもよい。第１の区分は、非無菌区分であってもよく、第２の区分は、外科システムの無菌区分であってもよい。
本教示のいくつかの構成のロボット手術装置は、少なくとも１つのモータと、少なくとも１つのモータのそれぞれのための関連付けられる駆動要素とを含む、駆動構成要素を含むことができるが、それを含むことに限定されない。関連付けられる駆動要素は、駆動ねじと、縦軸を中心とした駆動ねじの回転に応答して、駆動ねじの縦軸を中心として平行移動して変位することができるナットと、縦軸を横断して配向される突起とを有することができる。ロボット手術装置はまた、突起に係合することができる受容特徴を有する、少なくとも１つの被駆動要素を含む、マニピュレータを含むことができる。被駆動要素は、突起が受容特徴の中に係合されるときに突起とともに平行移動して変位することができる。ロボット手術装置は、なおもさらに、マニピュレータおよび駆動構成要素を分離する、連続障壁を含むことができる。連続障壁の少なくとも一部は、突起が障壁を通して受容特徴に係合するように、突起を被覆することができる。ロボット手術装置はまた、被駆動要素に結合される第１の端部と、関節動作型シャフトに結合される第２の端部とを有する、少なくとも１つのアクチュエータを含むことができる。
随意に、突起は、ナットの一体的に形成された部分であることができ、ナットは、突起が結合され得る、おそらく除去可能に結合され得る、受容構造を含むことができ、被駆動要素は、縦軸と平行な軸に沿って平行移動して変位することができる。ロボット手術装置は、随意に、それに沿ってナットが変位する、１つまたはそれを上回る線形軸受を含むことができる。また、随意に、障壁の少なくとも一部は、突起および被駆動要素とともに移動することができ、障壁は、少なくとも１つのポケットを含む、ポケット状領域を含むことができ、少なくとも１つのポケットは、少なくとも１つのプリーツを含む、可変領域によって囲繞されることができる。マニピュレータは、随意に、機械構成要素のみを含むことができる。モータは、随意に、マスタ油圧シリンダ内のピストンを変位させるように構成されることができ、関連付けられる駆動要素は、マスタ油圧シリンダのためのスレーブシリンダ油圧シリンダ内のスレーブピストンに結合されることができる。
本教示の負荷を測定するための負荷センサは、負荷の規模に比例して変形し得る柔軟な本体を有する、機械構成要素を含むことができるが、それを含むことに限定されない。柔軟な本体は、負荷の規模が第１の範囲内であるときに、第１の部分と第２の部分との間に間隙を残して、柔軟な本体の第１の部分から柔軟な本体の第２の部分に向かって延在し得る、少なくとも１つの停止突起を含むことができる。少なくとも１つの停止突起は、負荷の規模が第２の範囲内であるときに、第２の部分に接触することができる。負荷センサはさらに、柔軟な本体に取り付けられる突起を含むことができる。突起は、柔軟な本体の変形に応答して変位することができる。負荷センサはまた、機械構成要素と物理的に別個であり得る、電気構成要素を含むこともできる。電気構成要素は、突起の変位を監視し得る、少なくとも１つのセンサを含むことができる。
突起は、随意に、磁石を含むことができる。電気構成要素は、随意に、磁石の位置に基づいてホール電圧を生じ得る、少なくとも１つのホール効果センサを含むことができる。突起は、随意に、基準参照マーキングを含むことができ、電気構成要素は、随意に、基準参照マーキングの場所を監視し得る、光学センサを含むことができる。電気構成要素は、随意に、そのワイパが突起の変位に応答して変位し得る、電位差計を含むことができる。突起は、随意に、柔軟な本体に取り付けられる第１の端部と、柔軟な本体の遠位にある第２の端部とを含むことができる。第２の端部上の点の変位は、突起の非荷重位置に対する突起の投影乗算ラジアン角の長さに等しくあり得る。負荷センサは、随意に、アルミニウムで構築されることができる。第１の範囲は、随意に、０〜５０ポンドであることができる。柔軟な本体は、随意に、Ｓビームであることができ、いくつかの切り抜きおよびチャネルを含むことができる。切り抜きおよびチャネルは、随意に、柔軟な本体に平行四辺形フレームを作成することができる。柔軟な本体は、随意に、柔軟な本体の第１の側面から柔軟な本体の第２の側面まで柔軟な本体を通って延在する空隙を含むことができる。
本教示の別の構成では、負荷を測定するための負荷センサは、負荷の規模に比例して変形し得る、柔軟な本体を含む、機械構成要素を含むことができるが、それを含むことに限定されない。負荷センサはまた、柔軟な本体を通って延在する、挿入物を含むこともできる。挿入物は、第１の間隙によって柔軟な本体の第１の面から離間される、挿入物の第１の面を有することができる。第１の面は、柔軟な本体の第１の端部の一部であることができる。負荷センサは、なおもさらに、挿入物上に調節可能スペーサを含むことができる。調節可能スペーサは、第２の間隙によって柔軟な本体の第２の面から離間される、調節可能な挿入物面を有することができる。柔軟な本体の第２の面は、柔軟な本体の第１の面の反対に配置されることができる。負荷センサはまた、柔軟な本体に取り付けられる突起を含むこともできる。突起は、柔軟な本体の変形に応答して変位することができる。負荷センサはまた、機械構成要素と物理的に別個の電気構成要素を含むこともできる。電気構成要素は、突起の変位を監視し得る、少なくとも１つのセンサを含むことができる。
挿入物は、随意に、ねじ山付き挿入物であることができる。調節可能スペーサは、随意に、ナットであることができる。突起は、随意に、突起を屈曲前部分および屈曲後部分に分割し得る、屈曲部を含むことができる。屈曲前部分は、随意に、柔軟な本体に取り付けられることができ、屈曲後部分は、随意に、柔軟な本体の第１の面と実質的に垂直である面を有することができる。
本教示のロボット手術システム用の無菌構成要素は、近位端を伴う第１の近位部分と、遠位端を伴う関節動作型遠位部分とを有する、被操作構成要素を含むことができるが、それを含むことに限定されない。関節動作型遠位部分は、それを中心として関節動作型遠位部分が屈曲され得る、少なくとも１つの関節動作部を含むことができる。無菌構成要素はまた、第１のアクチュエータ端部と、第２のアクチュエータ端部とを有する、少なくとも１つの変位可能アクチュエータを含むこともできる。第１のアクチュエータ端部は、関節動作型遠位部分に係留されることができる。各変位可能アクチュエータは、被操作構成要素のガイドの中に位置し得る、第１のアクチュエータ端部を含む、拘束部分と、ガイドの外側に配置され得る、第２のアクチュエータ端部を含む、第２の部分とを有することができる。無菌構成要素はまた、被操作構成要素の遠位端に配置される、手術道具と、少なくとも１つの被駆動要素を含み得る、マニピュレータとを含むこともできる。被駆動要素は、第２のアクチュエータ端部が係留され得る、係留点を含むことができる。被駆動要素は、マニピュレータ内の少なくとも１つの軸受表面に沿って平行移動して変位可能であり得る。被駆動要素は、障壁を通して駆動要素の少なくとも一部に係合するように定寸され得る、受容特徴を有することができる。
少なくとも１つの関節動作部は、随意に、リビングヒンジを含むことができる。少なくとも１つの関節動作部は、随意に、運動学的な一対の本体を含むことができる。運動学的な一対の本体は、随意に、玉継手を含むことができる。被操作構成要素の近位部分の少なくとも一部は、随意に、マニピュレータ内に収納されることができる。少なくとも１つの変位可能アクチュエータは、随意に、引張ワイヤであることができる。変位可能アクチュエータはそれぞれ、随意に、被操作構成要素内の切り抜きにおいてガイドから退出することができる。被駆動要素は、随意に、切り抜きの中へ延在し得、被駆動要素が変位されるにつれて切り抜きに沿って乗設し得る、レール突起を含むことができる。被駆動要素は、随意に、第２のアクチュエータ部分の大部分が位置する、チャネルを含むことができる。被駆動要素は、随意に、ブロック様構造であることができる。マニピュレータは、随意に、少なくとも１つのスロットを有する、筐体を含むことができる。各スロットは、随意に、少なくとも１つの被駆動要素の１つの受容特徴と整合されることができる。無菌構成要素は、随意に、機械構成要素のみを含むことができる。マニピュレータは、随意に、障壁を通して回転駆動要素と相互作用するように構成される、少なくとも１つの回転被駆動要素を備えることができる。マニピュレータは、随意に、磁石を含む、回転被駆動要素を含むことができる。マニピュレータは、随意に、多重ポケット状構造を有する、回転被駆動要素を含むことができる。マニピュレータは、随意に、第１の軸を中心として回転するシャフトを有する、回転駆動要素を含むことができる。障壁インターフェース接続要素に取り付けられるシャフトは、随意に、第１の軸に対して鋭角で配向される不規則な表面を伴う面を有することができる。
本教示の外科システムにおける力の伝達のための装置は、外科システムの非無菌区分と無菌区分との間に位置付けられる障壁を含むことができるが、それを含むことに限定されない。障壁は、非無菌区分に対面する第１の表面と、無菌区分に対面する、対向する第２の表面とを含むことができる。本装置はまた、外科システムの非無菌区分の中に位置する、少なくとも１つの駆動要素を含むこともできる。駆動要素は、所定の力を生成して伝達することができ、非無菌区分内の障壁の第１の表面と連通する、１つまたはそれを上回る障壁インターフェース接続部材を含むことができる。本装置はさらに、外科システムの無菌区分の中に位置する、少なくとも１つの被駆動要素を含むことができる。被駆動要素は、無菌区分の障壁の対向する第２の面と連通する、１つまたはそれを上回る協働障壁インターフェース接続部材を含むことができる。被駆動要素は、障壁を横断して非無菌区分内の駆動要素から所定の力を受容することができる。障壁は、所定の力の伝達中に完全性を維持することができる。所定の力は、随意に、直線または回転であり得る。少なくとも１つの駆動要素および１つまたはそれを上回る第１の障壁インターフェース接続部材は、随意に、非無菌区分内の第１の筐体の中に配置されることができ、少なくとも１つの被駆動要素および１つまたはそれを上回る協働障壁インターフェース接続部材は、随意に、無菌区分内の第２の筐体の中に配置されることができる。障壁は、随意に、連続的であり得、および／または１つもしくはそれを上回る層から成ることができ、随意に、非無菌区分内の１つまたはそれを上回る障壁インターフェース接続部材と非接触連通することができる。１つまたはそれを上回る障壁インターフェース接続部材および協働する１つまたはそれを上回る障壁インターフェース接続部材は、随意に、所定の力の伝達のために障壁を横断して非接触連通を達成し得る、磁気結合を形成することができる。
本教示の外科システムにおけるトルクの伝達のための装置は、外科システムの非無菌区分と無菌区分との間に位置付けられる障壁を含むことができるが、それを含むことに限定されない。障壁は、第１の面と、対向する第２の面とを含むことができる。本装置はまた、外科システムの非無菌区分の中に配置される、少なくとも１つの駆動要素を含むこともできる。駆動要素は、第１の表面および第２の対向表面と平行である軸を横断する基準軸に沿って、トルクを生成して伝達することができる。基準軸は、非無菌区分で発生して無菌区分で終端することができる。駆動要素は、障壁の第１の面と連通する、１つまたはそれを上回る障壁インターフェース接続部材を含むことができる。本装置はまた、無菌区分の中に配置される、少なくとも１つの被駆動要素を含むこともできる。被駆動要素は、障壁の対向する第２の表面上の障壁と連通する、１つまたはそれを上回る協働障壁インターフェース接続部材を含むことができる。被駆動要素は、基準軸に沿って駆動要素から所定のトルクを受容することができる。本装置はまた、障壁の中に合わせられた少なくとも１つの架橋要素を含むこともできる。架橋要素は、駆動要素および被駆動要素を連結することができ、非無菌区分上の第１のアクセス可能な部品のセットと、無菌区分上の第２のアクセス可能な部品のセットとを含むことができる。第１のアクセス可能な部品のセットおよび第２のアクセス可能な部品のセットは、それぞれ、非無菌区分内の１つまたはそれを上回る障壁インターフェース接続部材ならびに無菌区分内の１つまたはそれを上回る協働障壁インターフェース接続部材と噛合することができる
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
ロボット手術を可能にするための装置であって、
少なくとも１つのモータと、前記少なくとも１つのモータのそれぞれのための関連付けられる駆動要素とを有する駆動構成要素であって、前記関連付けられる駆動要素は、駆動ねじと、縦軸を中心とした前記駆動ねじの回転に応答して前記駆動ねじの前記縦軸を中心として平行移動して変位するナットと、前記縦軸を横断して配向される突起とを有する、駆動構成要素と、
少なくとも１つの被駆動要素を含むマニピュレータであって、前記被駆動要素は、前記突起に係合する受容特徴を有し、前記被駆動要素は、前記突起が前記受容特徴の中に係合されるときに前記突起とともに平行移動して変位する、マニピュレータと、
前記マニピュレータおよび前記駆動構成要素を分離する連続障壁であって、前記連続障壁の少なくとも一部は、前記突起を被覆し、前記突起は、前記連続障壁を通して前記受容特徴に係合する、連続障壁と、
前記被駆動要素に結合される第１の端部と、関節動作型シャフトに結合される第２の端部とを有する、少なくとも１つのアクチュエータと、
を備え、前記駆動構成要素によって駆動される、前記少なくとも１つのアクチュエータは、前記ロボット手術を可能にする、
装置。
（項目２）
前記ナットは、前記突起を備える、項目１に記載の装置。
（項目３）
前記ナットは、受容構造を備え、前記突起は、前記受容構造と結合される、項目１に記載の装置。
（項目４）
少なくとも１つの線形軸受をさらに備え、前記ナットは、前記少なくとも１つの線形軸受上に乗設する、項目１に記載の装置。
（項目５）
前記障壁の少なくとも一部は、前記突起および被駆動要素とともに移動する、項目１に記載の装置。
（項目６）
前記障壁は、ポケット状領域を備え、前記ポケット状領域は、少なくとも１つのポケットを含み、前記少なくとも１つのポケットは、少なくとも１つのプリーツを含む、項目１に記載の装置。
（項目７）
前記少なくとも１つのアクチュエータによって遭遇される負荷を測定する、負荷センサであって、
柔軟な本体であって、前記柔軟な本体は、前記負荷の規模に比例して変形する、柔軟な本体と、
前記柔軟な本体の第１の部分から前記柔軟な本体の第２の部分に向かって延在する少なくとも１つの停止突起であって、前記少なくとも１つの停止突起は、前記負荷の前記規模が実質的に第１の範囲内に入るときに、前記第１の部分と前記第２の部分との間に間隙を残し、前記少なくとも１つの停止突起は、前記負荷の前記規模が実質的に第２の範囲内に入るときに、前記第２の部分に接触する、少なくとも１つの停止突起と、
前記柔軟な本体に取り付けられる突起であって、前記突起は、前記柔軟な本体の前記変形に応答して変位する、突起と、
前記突起の変位を監視する少なくとも１つのセンサを有する電気構成要素であって、前記変位は、前記負荷の前記測定と関連付けられる、電気構成要素と、
を含む、負荷センサ
をさらに備える、項目１に記載の装置。
（項目８）
前記少なくとも１つの停止突起は、磁石を備える、項目７に記載の装置。
（項目９）
前記電気構成要素は、少なくとも１つのホール効果センサを備え、前記ホール効果センサは、前記磁石の位置に基づいてホール電圧を生じる、項目７に記載の装置。
（項目１０）
前記突起は、基準参照マーキングを備え、前記電気構成要素は、光学センサを有し、前記光学センサは、前記基準参照マーキングを監視する、項目７に記載の装置。
（項目１１）
前記電気構成要素は、電位差計を備え、前記電位差計は、ワイパを有し、前記ワイパは、前記突起の前記変位に基づいて変位する、項目７に記載の装置。
（項目１２）
前記柔軟な本体は、アルミニウムを備える、項目７に記載の装置。
（項目１３）
前記第１の範囲は、０〜５０ポンドの範囲を備える、項目７に記載の装置。
（項目１４）
前記柔軟な本体は、Ｓビームを備える、項目７に記載の装置。
（項目１５）
負荷を測定するための負荷センサをさらに備え、
前記負荷センサは、
柔軟な本体であって、前記柔軟な本体は、前記負荷の規模に比例して変形し、前記柔軟な本体は、柔軟な本体の第１の面と、柔軟な本体の第２の面とを有し、前記柔軟な本体の第１の面は、前記柔軟な本体の第２の面の反対に配置される、柔軟な本体と、
前記柔軟な本体を通って延在する挿入物であって、前記挿入物は、第１の間隙によって前記柔軟な本体の第１の面から離間される挿入物の第１の面を有し、前記挿入物は、調節可能スペーサを有し、前記調節可能スペーサは、第２の間隙によって前記柔軟な本体の第２の面から離間される調節可能な挿入物面を有する、挿入物と、
前記柔軟な本体に取り付けられる突起であって、前記突起は、前記柔軟な本体の前記変形に基づいて変位し、前記柔軟な本体、前記挿入物、および前記突起は、機械構成要素を形成する、突起と、
電気構成要素であって、前記電気構成要素は、前記突起の変位を監視する少なくとも１つのセンサを含み、前記変位は、前記負荷と関連付けられる、電気構成要素と、
を含む、項目１に記載の装置。
（項目１６）
前記電気構成要素は、前記機械構成要素と物理的に別個の構成要素を備える、項目１５に記載の装置。
（項目１７）
前記挿入物は、ねじ山付き挿入物を備える、項目１５に記載の装置。
（項目１８）
前記調節可能スペーサは、ナットを備える、項目１５に記載の装置。
（項目１９）
前記突起は、前記突起を屈曲前部分および屈曲後部分に分割する屈曲部を備え、前記屈曲前部分は、前記柔軟な本体に取り付けられ、前記屈曲後部分は、面を有し、前記面は、前記柔軟な本体の第１の面と実質的に垂直である、項目１５に記載の装置。
（項目２０）
無菌構成要素をさらに備え、
前記無菌構成要素は、
第１の近位部分を有する被操作構成要素であって、前記第１の近位部分は、近位端を有し、前記被操作構成要素は、関節動作型遠位部分を有し、前記関節動作型遠位部分は、遠位端を有し、前記関節動作型遠位部分は、少なくとも１つの関節動作部を有し、前記被操作構成要素は、ガイドを有する、被操作構成要素と、
前記被操作構成要素の前記遠位端に配置される手術道具と、
を含み、
前記マニピュレータは、前記ロボット手術を行うように、前記手術道具および前記被操作構成要素に係合する、
項目１に記載の装置。
（項目２１）
前記少なくとも１つのアクチュエータは、拘束部分を備え、前記拘束部分は、前記第１の端部を含み、前記第１の端部は、前記ガイド内に位置し、前記拘束部分は、第２の部分を有し、前記第２の部分は、前記ガイドの外側に配置される前記第２の端部を含む、項目２０に記載の装置。
（項目２２）
前記少なくとも１つの関節動作部は、リビングヒンジを備える、項目２０に記載の装置。
（項目２３）
前記少なくとも１つの関節動作部は、運動学的な一対の本体を備える、項目２０に記載の装置。
（項目２４）
前記マニピュレータは、エンクロージャを備え、前記エンクロージャは、前記被操作構成要素の前記近位部分の少なくとも一部を収納する、項目２０に記載の装置。
（項目２５）
前記少なくとも１つのアクチュエータは、引張ワイヤを備える、項目２０に記載の装置。
（項目２６）
前記被駆動要素は、レール突起を備え、前記レール突起は、切り抜きの中へ延在し、前記レール突起は、前記被駆動要素の変位に基づいて前記切り抜きに沿って乗設する、項目２０に記載の装置。
（項目２７）
前記被駆動要素は、前記第２のアクチュエータ部分の少なくとも一部を収納するチャネルを備える、項目２１に記載の装置。
（項目２８）
前記マニピュレータは、筐体を備え、前記筐体は、少なくとも１つのスロットを有し、前記少なくとも１つのスロットは、前記少なくとも１つの被駆動要素の受容特徴と整合される、項目２０に記載の装置。
（項目２９）
前記マニピュレータは、障壁を通して回転駆動要素と相互作用する少なくとも１つの回転被駆動要素を備える、項目２０に記載の装置。
（項目３０）
前記少なくとも１つの回転被駆動要素は、磁石を備える、項目２９に記載の装置。
（項目３１）
前記マニピュレータは、第１の軸を中心として回転するシャフトを有する回転駆動要素を備え、前記シャフトは、前記障壁と関連付けられる障壁インターフェース接続要素に取り付けられ、前記障壁インターフェース接続要素は、前記第１の軸に対して鋭角で配向されている面を備える、項目２９に記載の装置。
（項目３２）
前記障壁の第１の表面と動作可能に連通する少なくとも１つの障壁インターフェース接続部材を含む、力伝達システムをさらに備え、
前記障壁は、前記外科システムの非無菌区分と無菌区分との間に位置付けられ、前記第１の表面は、前記非無菌区分に対面し、対向する第２の表面は、前記無菌区分に対面し、
前記非無菌区分の中に位置する前記駆動要素は、所定の力を生成して伝達し、
前記無菌区分の中に位置する前記被駆動要素は、前記対向する第２の面と動作可能に連通する、少なくとも１つの協働障壁インターフェース接続部材を含み、前記被駆動要素は、前記障壁を横断して前記駆動要素から前記所定の力を受容し、前記障壁は、前記所定の力の前記伝達中に完全性を維持する、
項目１に記載の装置。
（項目３３）
前記所定の力は、直線力および回転力から成る群から選択される、項目３２に記載の装置。
（項目３４）
前記非無菌区分は、第１の筐体を備え、前記第１の筐体は、前記少なくとも１つの駆動要素と、前記少なくとも１つの第１の障壁インターフェース接続部材とを含む、項目３２に記載の装置。
（項目３５）
前記無菌区分は、第２の筐体を備え、前記第２の筐体は、前記少なくとも１つの被駆動要素と、前記少なくとも１つの協働障壁インターフェース接続部材とを含む、項目３２に記載の装置。
（項目３６）
前記障壁は、連続材料を備える、項目３２に記載の装置。
（項目３７）
前記障壁は、層状材料を備える、項目３２に記載の装置。
（項目３８）
前記障壁は、前記少なくとも１つの障壁インターフェース接続部材との非接触連通を備える、項目３２に記載の装置。
（項目３９）
前記少なくとも１つの障壁インターフェース接続部材および前記少なくとも１つの協働障壁インターフェース接続部材は、磁気結合を備える、項目３２に記載の装置。
（項目４０）
前記障壁に少なくとも１つの架橋要素を含む、トルク伝達システムであって、前記少なくとも１つの架橋要素は、前記駆動要素および前記被駆動要素を連結し、前記少なくとも１つの架橋要素は、前記非無菌区分上の第１の部品のセットと、前記無菌区分上の第２の部品のセットとを含み、前記第１の部品のセットおよび前記第２の部品のセットは、前記非無菌区分内の前記少なくとも１つの障壁インターフェース接続部材ならびに前記無菌区分内の前記少なくとも１つの協働障壁インターフェース接続部材と噛合する、トルク伝達システム
をさらに備え、
前記障壁は、前記外科システムの非無菌区分と無菌区分との間に位置付けられ、前記障壁は、第１の面と、対向する第２の面とを有し、
少なくとも１つの駆動要素は、前記非無菌区分の中に配置され、前記駆動要素は、基準軸に沿ってトルクを生成して伝達し、前記基準軸は、平行軸を横断し、前記平行軸は、前記第１の表面および前記第２の対向表面と平行であり、前記基準軸は、前記非無菌区分で発生して前記無菌区分で終端し、前記少なくとも１つの駆動要素は、少なくとも１つの障壁インターフェース接続部材を有し、前記障壁インターフェース接続部材は、前記第１の面と動作可能に連通し、
少なくとも１つの被駆動要素は、前記無菌区分の中に配置され、前記被駆動要素は、前記対向する第２の表面上の前記障壁と動作可能に連通する、少なくとも１つの協働障壁インターフェース接続部材を有し、前記少なくとも１つの被駆動要素は、前記基準軸に沿って前記駆動要素から前記所定のトルクを受容する、
項目１に記載の装置。
（項目４１）
ロボット外科システム内の関節動作型区画の動作を制御するための方法であって、前記関節動作型区画は、少なくとも１つのアクチュエータを含み、
前記ロボット外科システムによって、少なくとも１つのコマンド信号を受信するステップであって、前記少なくとも１つのコマンド信号は、ユーザが指図した移動コマンドに基づく、ステップと、
少なくとも部分的に前記コマンド信号に基づいて、前記関節動作型区画の所望の回転角および所望の屈曲角を判定するステップと、
前記所望の回転角および前記所望の屈曲角に基づいて、前記関節動作型区画の長さ値の変化を判定するステップと、
前記長さ値の変化に基づいて、前記少なくとも１つのアクチュエータの所望の長さ値を計算するステップと、
前記所望の長さ値に基づいて、前記少なくとも１つのアクチュエータの長さ誤差値を計算するステップと、
前記長さ誤差値に基づいて、前記関節動作型区画のための変位コマンドを生成するステップと、
を含む、方法。
（項目４２）
前記変位コマンドを少なくとも１つのモータアセンブリに送信し、少なくとも１つのアクチュエータの移動を制御するステップをさらに含む、項目４１に記載の方法。
（項目４３）
前記ロボット外科システムのモードに基づいて、前記少なくとも１つのアクチュエータの前記移動を制御するステップをさらに含む、項目４２に記載の方法。
（項目４４）
柔軟な本体であって、前記柔軟な本体は、前記負荷の規模に比例して変形し、前記柔軟な本体は、柔軟な本体の第１の面と、柔軟な本体の第２の面とを有し、前記柔軟な本体の第１の面は、前記柔軟な本体の第２の面の反対に配置される、柔軟な本体と、
前記柔軟な本体を通って延在する、挿入物であって、前記挿入物は、第１の間隙によって前記柔軟な本体の第１の面から離間される、挿入物の第１の面を有し、前記挿入物は、調節可能スペーサを有し、前記調節可能スペーサは、第２の間隙によって前記柔軟な本体の第２の面から離間される、調節可能な挿入物面を有する、挿入物と、
前記柔軟な本体に取り付けられる突起であって、前記突起は、前記柔軟な本体の前記変形に基づいて変位し、前記柔軟な本体、前記挿入物、および前記突起は、機械構成要素を形成する、突起と、
電気構成要素であって、前記電気構成要素は、前記突起の変位を監視する、少なくとも１つのセンサを含み、前記変位は、前記負荷と関連付けられる、電気構成要素と、
を備える、負荷を測定するための負荷センサ。
（項目４５）
前記電気構成要素は、前記機械構成要素と物理的に別個の構成要素を備える、項目４４に記載の負荷センサ。
（項目４６）
前記挿入物は、ねじ山付き挿入物を備える、項目４４に記載の負荷センサ。
（項目４７）
前記突起は、前記突起を屈曲前部分および屈曲後部分に分割する屈曲部を備え、前記屈曲前部分は、前記柔軟な本体に取り付けられ、前記屈曲後部分は、面を有し、前記面は、前記柔軟な本体の第１の面と実質的に垂直である、項目４４に記載の負荷センサ。
（項目４８）
ロボット手術システム用の無菌構成要素であって、
第１の近位部分を有する被操作構成要素であって、前記第１の近位部分は、近位端を有し、前記被操作構成要素は、関節動作型遠位部分を有し、前記関節動作型遠位部分は、遠位端を有し、前記関節動作型遠位部分は、少なくとも１つの関節動作部を有し、前記被操作構成要素は、ガイドを有する、被操作構成要素と、
第１のアクチュエータ端部と、第２のアクチュエータ端部とを有する、少なくとも１つの変位可能アクチュエータであって、前記第１のアクチュエータ端部は、前記関節動作型遠位部分に係留される、変位可能アクチュエータと、
前記被操作構成要素の前記遠位端に配置される手術道具と、
少なくとも１つの軸受表面を有するマニピュレータであって、前記マニピュレータは、少なくとも１つの被駆動要素を有し、前記被駆動要素は、前記第２のアクチュエータ端部を係留する係留点を有し、前記被駆動要素は、前記少なくとも１つの軸受表面に沿って平行移動して変位可能であり、前記被駆動要素は、障壁を通して駆動要素の少なくとも一部に係合する受容特徴を有する、マニピュレータと、
を備え、前記マニピュレータは、前記ロボット手術を行うように、前記手術道具および前記被操作構成要素に係合する、
無菌構成要素。
（項目４９）
前記少なくとも１つの関節動作部は、リビングヒンジを備える、項目４８に記載の無菌構成要素。
（項目５０）
前記少なくとも１つの関節動作部は、運動学的な一対の本体を備える、項目４８に記載の無菌構成要素。
（項目５１）
前記少なくとも１つの変位可能アクチュエータは、引張ワイヤを備える、項目４８に記載の無菌構成要素。
（項目５２）
前記マニピュレータは、筐体を備え、前記筐体は、少なくとも１つのスロットを有し、前記少なくとも１つのスロットは、前記少なくとも１つの被駆動要素の受容特徴と整合される、項目４８に記載の無菌構成要素。
（項目５３）
前記マニピュレータは、障壁を通して回転駆動要素と相互作用する、少なくとも１つの回転被駆動要素を備える、項目４８に記載の無菌構成要素。
（項目５４）
前記少なくとも１つの回転被駆動要素は、磁石を備える、項目４８に記載の無菌構成要素。
（項目５５）
外科システムにおける力の伝達のための装置であって、
前記外科システムの非無菌区分と無菌区分との間に位置付けられる障壁であって、前記障壁は、前記非無菌区分に対面する第１の表面と、前記無菌区分に対面する、対向する第２の表面とを有する、障壁と、
前記非無菌区分の中に位置する少なくとも１つの駆動要素であって、前記少なくとも１つの駆動要素は、所定の力を生成して伝達する、少なくとも１つの駆動要素と、
前記第１の表面と動作可能に連通する１つまたはそれを上回る障壁インターフェース接続部材と、
前記無菌区分の中に位置する少なくとも１つの被駆動要素であって、前記被駆動要素は、前記対向する第２の面と動作可能に連通する少なくとも１つの協働障壁インターフェース接続部材を備え、前記少なくとも１つの被駆動要素は、前記障壁を横断して前記駆動要素から前記所定の力を受容し、前記障壁は、前記所定の力の前記伝達中に完全性を維持する、少なくとも１つの被駆動要素と、
を備える、装置。
（項目５６）
外科システムにおけるトルクの伝達のための装置であって、
前記外科システムの非無菌区分と無菌区分との間に位置付けられる障壁であって、前記障壁は、第１の表面と、対向する第２の表面とを有する、障壁と、
前記非無菌区分の中に位置する少なくとも１つの駆動要素であって、前記駆動要素は、基準軸に沿ってトルクを生成して伝達し、前記基準軸は、平行軸を横断し、前記平行軸は、前記第１の表面および前記第２の対向表面と平行であり、前記基準軸は、前記非無菌区分で発生して前記無菌区分で終端し、前記少なくとも１つの駆動要素は、少なくとも１つの障壁インターフェース接続部材を有し、前記障壁インターフェース接続部材は、前記第１の面と動作可能に連通する、少なくとも１つの駆動要素と、
前記無菌区分の中に配置される少なくとも１つの被駆動要素であって、前記被駆動要素は、前記対向する第２の表面上の前記障壁と動作可能に連通する、少なくとも１つの協働障壁インターフェース接続部材を有し、前記少なくとも１つの被駆動要素は、前記基準軸に沿って前記駆動要素から前記所定のトルクを受容する、少なくとも１つの被駆動要素と、
前記障壁内の少なくとも１つの架橋要素であって、前記少なくとも１つの架橋要素は、前記駆動要素および前記被駆動要素を連結し、前記少なくとも１つの架橋要素は、前記非無菌区分上の第１の部品のセットと、前記無菌区分上の第２の部品のセットとを含み、前記第１の部品のセットおよび前記第２の部品のセットは、前記非無菌区分内の前記少なくとも１つの障壁インターフェース接続部材ならびに前記無菌区分内の前記少なくとも１つの協働障壁インターフェース接続部材と噛合する、少なくとも１つの架橋要素と、
を備える、装置。
これらおよび他の側面は、図面を参照して、本開示の種々の構成の以下の詳細な説明から、より明白となるであろう。
図１は、本教示の構成のシステムの概略ブロック図である。 図２は、本教示の別の構成のシステムの概略ブロック図である。 図３は、本教示のロボットの構成の概略ブロック図である。 図４Ａ−４Ｅは、本教示の被操作構成要素の構成の概略ブロック図である。 図４Ａ−４Ｅは、本教示の被操作構成要素の構成の概略ブロック図である。 図５−９は、本教示のリビングヒンジの概略図である。 図５−９は、本教示のリビングヒンジの概略図である。 図５−９は、本教示のリビングヒンジの概略図である。 図５−９は、本教示のリビングヒンジの概略図である。 図５−９は、本教示のリビングヒンジの概略図である。 図９Ａおよび９Ｂは、本教示の関節動作型区分の別の構成の概略図である。 図９Ａおよび９Ｂは、本教示の関節動作型区分の別の構成の概略図である。 図１０は、本教示の伸長構造および管腔を含む、関節動作型区画の構成の概略図である。 図１１は、本教示の管腔を含む、関節動作型区画の別の構成の概略図である。 図１２は、管腔を含む、関節動作型区画のさらに別の構成の概略図である。 図１３は、図１２の関節動作型区画の断面の概略図である。 図１４は、図１３の領域Ｏの詳細図の概略図である。 図１５は、本教示の駆動構成要素およびマニピュレータの概略ブロック図である。 図１６は、本教示のシステムのいくつかの構成の概略ブロック図である。 図１７Ａは、本教示のシステムの別の構成の概略ブロック図である。 図１７Ｂは、本教示のシステムのさらに別の構成の概略ブロック図である。 図１８は、モータまたはモータアセンブリを含む、駆動構成要素の概略図である。 図１９は、本教示のモータアセンブリおよび駆動要素の概略図である。 図２０は、駆動構成要素筐体の一部を有する、駆動構成要素の概略図である。 図２１は、本教示のモータアセンブリおよび駆動要素の代替構成の概略図である。 図２２は、本教示のナットを含む、内側断面Ｉ−Ｉ（図２１）の概略図である。 図２３は、本教示のいくつかの線形針軸受アセンブリの分解図の概略図である。 図２４は、電気油圧で動作されることができる、駆動要素の概略図である。 図２５は、本教示のモータアセンブリおよび油圧マスタシリンダの断面図の概略図である。 図２６は、本教示の負荷センサの概略ブロック図である。 図２７は、負荷が印加される構成の概略ブロック図である。 図２８Ａは、変形可能本体と、停止突起とを含む、機械構成要素の概略ブロック図である。 図２８Ｂは、停止突起の代わりにねじ山付き挿入物を含む、機械構成要素の概略ブロック図である。 図２８Ｃは、張力停止部を提供するねじ山付き挿入物を含む、機械構成要素の概略ブロック図である。 図２８Ｄは、力が変形可能本体に印加される、構成の概略ブロック図である。 図２８Ｅは、本教示の変形可能本体の概略ブロック図である。 図２９は、電位差計等の電気構成要素を含む、負荷センサの概略ブロック図である。 図３０Ａは、光学センサ等の電気構成要素を含む、負荷センサの概略ブロック図である。 図３０Ｂは、発光体と、反射受光器とを有する、電気構成要素を含む、負荷センサの表現構成を描写する。 図３０Ｃは、発光体と、光学センサとを有する、電気構成要素を含む、負荷センサの表現構成を描写する。 図３１Ａは、ホールセンサ等の電気構成要素を含む、負荷センサの概略ブロック図である。 図３１Ｂは、非接触センサを伴う電気構成要素を含む、負荷センサの表現構成である。 図３２は、「Ｓ」ビームを含む、本教示の負荷センサの機械構成要素の右前上面斜視図の概略図である。 図３３は、本教示の負荷センサの機械構成要素の左後底面斜視図の概略図である。 図３４は、本教示の「Ｓ」ビームの本体の近位にある薄い部分を含む、横断部品の拡大図の概略図である。 図３５Ａは、変形可能本体を含む、負荷センサの機械構成要素の概略図である。 図３５Ｂは、変形可能本体の中へ延在するねじ山付き挿入物を含む、負荷センサ機械構成要素の概略図である。 図３５Ｃは、張力停止間隙および圧縮停止間隙を示す、ねじ山付き挿入物ならびにナットの概略図である。 図３５Ｄは、ナットと変形可能本体との間の空間を占有する、圧縮停止間隙の概略図である。 図３５Ｅは、図３５Ｂに示される負荷センサの機械構成要素の水平中央平面において得られた断面図の概略図である。 図３５Ｆは、図３５Ｃから得られた断面図である。 図３６は、駆動ねじを駆動するように配列されたモータアセンブリの概略図である。 図３７は、図３６で描写される構成の内側断面の概略図である。 図３８は、いくつかの負荷センサの「Ｓ」ビームの概略図である。 図３９は、モータアセンブリおよび関連付けられる駆動要素の概略図である。 図４０は、図３９で描写される構成の内側断面の概略図である。 図４０Ａ−１、４０Ａ−２、および４０Ａ−３は、本教示のダブルカム回転に反応する、アクチュエータピンの図的表現である。 図４０Ｂは、本教示のダブルカムの概略図である。 図４０Ｃは、図４０Ｂのダブルカムの分解の概略図である。 図４０Ｄは、動作時の図４０Ｃのダブルカムの進路のグラフ表現である。 図４０Ｅは、本教示の撓曲部を含む、作動アセンブリの図的表現である。 図４０Ｆは、図４０Ｅの作動アセンブリの断面の概略図である。 図４０Ｇは、図４０Ｅの作動アセンブリのボールねじ／撓曲部の分解の概略図である。 図４０Ｈは、本教示のボールねじの概略図である。 図４０Ｉは、本教示の撓曲部の概略図である。 図４０Ｊおよび４０Ｋは、本教示のケーブル張力および管腔経路の概略図である。 図４０Ｊおよび４０Ｋは、本教示のケーブル張力および管腔経路の概略図である。 図４０Ｌ−１は、本教示のケーブル駆動アクチュエータモジュールの概略図である。 図４０Ｌ−２は、図４０Ｌ−１のケーブル駆動アクチュエータモジュールの分解の概略図である。 図４０Ｍは、本教示の管腔の概略図である。 図４０Ｎは、本教示のスイングアームの概略図である。 図４０Ｏは、本教示のキャプスタン筐体の第１の構成の概略図である。 図４０Ｐは、本教示のスイングアーム滑車の概略図である。 図４０Ｑは、本教示の滑車の概略図である。 図４０Ｒは、本教示の滑車駆動シャフト軸受の概略図である。 図４０Ｓは、本教示の滑車ボックス駆動シャフトの概略図である。 図４０Ｔは、本教示のキャプスタンシャフトの概略図である。 図４０ＡＡおよび４０ＢＢは、カムを含む、本教示の張力アセンブリの第２の構成の概略図である。 図４０ＡＡおよび４０ＢＢは、カムを含む、本教示の張力アセンブリの第２の構成の概略図である。 図４０ＣＣは、本教示の張力緩和カムの概略図である。 図４０ＤＤは、本教示のキャプスタン筐体の別の構成の概略図である。 図４１は、本教示のマニピュレータおよびいくつかの被操作構成要素の底面斜視図の概略図である。 図４２は、本教示の被駆動要素を捕捉して保定する、マニピュレータ筐体シェルの概略図である。 図４３は、本教示の被駆動要素を露出する、マニピュレータ筐体の一部の概略図である。 図４４は、本教示の被駆動要素および被操作構成要素の概略図である。 図４５は、本教示の係留点を含む、被駆動要素の概略図である。 図４６は、本教示の面から延在するレールの概略図である。 図４７は、本教示の外壁およびいくつかの異なるルーティングチャネルを有するルーティング挿入物の図的表現である。 図４８は、本教示のマニピュレータ筐体およびいくつかの被駆動要素を含むマニピュレータの概略図である。 図４９は、本教示の動作可能係合のために整合されたマニピュレータおよび駆動構成要素の概略図である。 図５０は、本教示のインターフェースプレート上に着座されたマニピュレータの概略図である。 図５１は、本教示のマニピュレータのドッキングを促進するように既知の位置で保持された被駆動要素の概略ブロック図である。 図５２は、本教示の格納位置で突起を保持するフランジの概略ブロック図である。 図５３は、本教示の油圧動力型システムの概略図である。 図５４は、本教示の力伝達配列の概略ブロック図である。 図５５は、本教示の別の力伝達配列の概略ブロック図である。 図５６Ａは、本教示のさらに別の力伝達配列の概略ブロック図である。 図５６Ｂは、本教示の外科システムの筐体の概略ブロック図である。 図５７は、本教示の力伝達の接触配列の実施例の分解図である。 図５８は、本教示の突起の直線変位を可能にすることの表現図である。 図５９は、本教示のプリーツ付き区画に向かって変位されたポケットの詳細図である。 図６０は、図５７の領域の詳細図である。 図６１は、図５７の領域の代替詳細図である。 図６２Ａは、磁気結合の例示的構成の斜視図である。 図６２Ｂは、図６２Ａの領域の拡大図である。 図６２Ｃは、いくつかの磁石を含む、例示的障壁インターフェース接続部の断面図である。 図６３Ａは、本教示のトルク伝達配列の分解斜視図である。 図６３Ｂは、図６３Ａの図の断面図である。 図６４Ａは、本教示の例示的トルク伝達配列の表現図である。 図６４Ｂは、可能性として考えられる軸に対して説明される章動の図的表現である。 図６４Ｃ−６４Ｆは、駆動要素および被駆動要素が基準軸を中心として回転する際の障壁の変位の図的表現である。 図６４Ｃ−６４Ｆは、駆動要素および被駆動要素が基準軸を中心として回転する際の障壁の変位の図的表現である。 図６４Ｃ−６４Ｆは、駆動要素および被駆動要素が基準軸を中心として回転する際の障壁の変位の図的表現である。 図６４Ｃ−６４Ｆは、駆動要素および被駆動要素が基準軸を中心として回転する際の障壁の変位の図的表現である。 図６５Ａは、本教示の例示的トルク伝達配列の概略図である。 図６５Ｂは、図６５Ａのトルク伝達配列の分解図の概略図である。 図６５Ｃは、図６５Ａに示されるトルク伝達配列の断面図の概略図である。 図６５Ｄは、図６５Ｃで描写される領域の拡大図の概略図である。 図６５Ｅは、図６５Ａ−６５Ｄに説明されるトルク伝達配列の第１の障壁インターフェース接続部の分解図の概略図である。 図６５Ｆは、図６５Ａのトルク伝達配列の別の構成の分解図の概略図である。 図６５Ｇは、図６５Ａのトルク伝達配列のさらに別の構成の分解図の概略図である。 図６６Ａおよび６６Ｂは、本教示の架橋要素ならびに可撓性ダイヤフラムの図的表現である。 図６６Ａおよび６６Ｂは、本教示の架橋要素ならびに可撓性ダイヤフラムの図的表現である。 図６７Ａは、本教示のトルク伝達アセンブリの側面図の概略図である。 図６７Ｂは、図６７Ａのトルク伝達配列の分解図の概略図である。 図６７Ｃは、本教示の架橋要素の一部に係合する第１の受容構造の断面斜視図である。 図６７Ｄは、図６７Ｃの断面図の分解図の概略図である。 図６７Ｅは、本教示の回転要素の構成の概略図である。 図６７Ｆは、本教示の回転要素の別の構成の概略図である。 図６７Ｇは、本教示の回転要素のさらに別の構成の概略図である。 図６８は、本教示の回転要素の歯車列の図的表現である。 図６９は、本教示のインターフェースプレート上に着座されたマニピュレータの概略図である。 図７０は、本教示のインターフェースプレート上にドッキングするために位置付けられたマニピュレータの概略図である。 図７１は、本教示の被操作構成要素の関節動作型部分の図的表現である。 図７２は、本教示の屈曲平面の図的表現である。 図７３は、本教示の関節動作型区画の初期位置の図的表現である。 図７４は、本教示の関節動作型区画の関節動作の図的表現である。 図７５は、本教示のアクチュエータ関係の平面図である。 図７６は、関節動作型区画の動作を制御するための方法のフローチャートである。 図７６Ａ、７６Ｂ、および７６Ｃは、本教示のケーブル長計算パラメータの幾何学的図である。 図７６Ａ、７６Ｂ、および７６Ｃは、本教示のケーブル長計算パラメータの幾何学的図である。 図７６Ａ、７６Ｂ、および７６Ｃは、本教示のケーブル長計算パラメータの幾何学的図である。 図７７は、手術ロボット用のアクチュエータに張力を加えるための方法のフローチャートである。 図７８は、負荷センサのステータスを感知するための方法のフローチャートである。 図７９Ａは、アクチュエータに張力を加えて変位させるための制御システムの構成の概略ブロック図である。 図７９Ｂは、アクチュエータに張力を加えて変位させるための制御システムの別の構成の概略ブロック図である。 図７９Ｃは、本教示の張力システムの概略ブロック図である。 図８０Ａは、本教示の機器トンネルの概略図である。 図８０Ｂは、本教示の駆動構成要素と係合された機器トンネルの概略図である。 図８１Ａは、本教示の作動設定の概略図である。 図８１Ｂは、本教示の分解形式における作動設定の概略図である。 図８１Ｃは、本教示の被駆動構成要素の第２の構成を伴う図８１Ａおよび８１Ｂの作動設定の概略図である。
本教示のいくつかの構成によると、ここで図１を参照すると、外科的手技を行うための外科システム１０が示されている。システム１０はまた、内視鏡手技等の他の医療手技に使用されてもよい。一般に、外科システム１０は、ユーザインターフェース１２Ａと、手術ロボット１６とを含むことができるが、それらを含むことに限定されない。ロボット１６は、患者１８に手術を行うために使用され得る、少なくとも１つの制御可能要素を含むことができる。そのような要素は、手術標的に手術を行うように患者１８の解剖学的特徴または空洞の中に導入されてもよい、もしくは手術のためにロボット１６の他の部分を位置付けることに役立ってもよい。ユーザインターフェース１２Ａは、ロボット１６からのフィードバックおよび／またはデータを制御して受信するように、ロボット１６と通信することができる。複数のディスプレイおよびユーザ入力デバイスが、ユーザインターフェース１２Ａに含まれることができる。同様に、複数のロボット１６が、外科システム１０に含まれてもよい。複数のディスプレイおよび／またはユーザ入力デバイスは、例えば、教示／教育目的のために、もしくはロボット１６が１人の医師によって容易に制御されるよりも多くの制御可能要素を含む、シナリオのために望ましくあり得る。
図１を参照し続けると、ユーザインターフェース１２Ａは、捕捉され、撮像または視覚システム１３からユーザインターフェース１２Ａに中継される、画像を表示することができる。撮像システム１３は、ロボット１６の一部であってもよく、手術中にロボット１６の中に導入されてもよい。撮像／視覚システム１３は、ロボット１６によって制御されてもよい。代替構成では、撮像／視覚システム１３は、ロボット１６によって直接制御されない場合がある、随意の補助構成要素２０であってもよい。ユーザインターフェース１２Ａにおいて表示される画像は、外科医２２が視覚フィードバックを用いてロボット１６を制御することを可能にする、手術部位の視界を提供することができる。ユーザインターフェース１２Ａは、モニタ、タッチスクリーン、タブレット、または同等物等の種々のディスプレイのうちのいずれかを含むことができる。ユーザインターフェース１２Ａが、ユーザ入力を受信することが可能である構成（例えば、タッチスクリーン）では、外科医２２等のユーザは、ユーザインターフェース１２Ａのディスプレイ上に示される視野をパン、ズーム、または別様に操作するように、ユーザインターフェース１２Ａと相互作用してもよい。加えて、他の表示機能性（例えば、写真を撮る、ビデオを録画する、ロボット１６の制御）もまた、ユーザインターフェース１２Ａを通して命令されてもよい。
図１を参照し続けると、外科医２２は、ロボット１６の動作を制御するように、ユーザインターフェース１２Ａと相互作用することができる。例示的構成では、ユーザインターフェース１２Ａは、外科的手技中に種々の自由度を中心として、および／またはそれに沿って、ロボット１６の制御可能要素（例えば、アームもしくは手術道具）を移動させることができる。ユーザインターフェース１２Ａは、外科医２２の身体の異なる部分（例えば、右手、左手、右足、左足等）によって別個に制御可能である、複数の部分を有してもよい。加えて、ユーザインターフェース１２Ａは、ロボット１６の異なる部分または機能性を制御することができる、複数の部分を有してもよい。ユーザインターフェース１２Ａがタッチスクリーンを含まない場合、ユーザインターフェース１２Ａは、入力コマンドをロボット１６に提供するように外科医２２によって変位されることができる、１つまたはそれを上回る構造を含んでもよい。これらの構造は、構成によって変動し得、任意の好適なタイプのインターフェースが使用されてもよい。いくつかの構成では、１つまたはそれを上回るジョイスティック、トリガ、スクロールホイールもしくはボール等が、ロボット１６を制御するように外科医２２によって変位されてもよい。代替構成では、ユーザインターフェース１２Ａは、手技で使用されている手術道具の作業端を模倣し得る。これは、外科医２２が切開手術を行っている場合のように手術道具を動作させることを可能にし得る。なおも他の構成では、ユーザインターフェース１２Ａは、外骨格であり得る。そのような構成では、ユーザインターフェース１２Ａは、外科医２２によって着用されることができ、入力は、外科医２２の身体が移動するにつれてユーザインターフェース１２Ａに提供されることができる。
図１を参照し続けると、種々の構成では、ユーザインターフェース１２Ａは、触覚フィードバック等のフィードバックを外科医２２に提供することができる。本フィードバックは、ロボット１６の駆動システムを通して及ぼされている力の量に比例してユーザインターフェース１２Ａの一部を変位させるために必要とされる努力を行うことができる、力フィードバックであってもよいが、それに限定されない。振動フィードバックまたは他の触覚フィードバックもまた、利用されてもよい。補助構成要素２０が、随意に、外科システム１０に含まれることができる、またはそれとインターフェースをとることができる。補助構成要素２０は、内視鏡等の視覚または撮像システム１３、潅注もしくは吹送システム、照明システム、および／または吸引システムを含むことができるが、それらを含むことに限定されない。ＡＰＩが、外科システム１０の構成要素と補助構成要素２０との間のインターフェースを促進するように提供されてもよい。補助構成要素２０として本明細書に説明される任意の構成要素は、代替構成では、ロボット１６の一部として含まれてもよく、その逆も同様である。少なくとも１つのコントローラ１５はまた、外科システム１０の一部として含まれてもよい。少なくとも１つのコントローラ１５は、限定されないが、ユーザインターフェース１２Ａへのユーザ入力を分析し、これらの入力に基づいてロボット１６のためのコマンドを生成すること、照明／視覚システム１３から受信されるデータに基づく画像処理、医師２２等のユーザへのフィードバックの配信を制御すること等のいくつかの機能を果たしてもよい。
なおもさらに図１を参照し続けると、障壁２４は、外科システム１０の残りの部分から外科システム１０の一部を隔離することができる。いくつかの構成では、障壁２４は、定期的処分のために意図されない場合がある、ロボット１６の耐久性のある構成要素から、ロボット１６の単回使用または複数回使用の使い捨て構成要素を分離してもよい。障壁２４は、例えば、外科システム１０の非無菌部分から外科システム１０の無菌部分を分離し、無菌野を作成することができる、無菌障壁であってもよい。いくつかの構成では、障壁２４は、外科システム１０の他の構成要素からロボット１６の無菌部分および患者１８を隔離し得る、無菌障壁であることができる。使い捨て用品を伴う構成では、使い捨て用品は、障壁２４によって外科システム１０の他の部分から単離されることができる、外科システム１０の無菌部分であってもよい。図１に示される表現実施例では、障壁２４は、線断絶を伴って描写されている。これは、無菌障壁２４が、概して、無菌側面上でロボット１６の一部ならびに患者１８を無菌側面上で有するであろう一方で、障壁２４が、構成に応じて、外科システム１０の異なる構成要素を囲繞し得る、被覆し得る、または別様に無菌野から隔離し得ることを示すように行われる。
ここで図２を参照すると、ユーザインターフェース１２Ａ（図１）は、相互から物理的および電気的に遠隔にあり得るが、そうであることに限定されず、いくつかある方法の中でも、ネットワーク２１を通してインターフェースをとり得る、ディスプレイ１２およびユーザ入力デバイス１４を含むことができるが、それらを含むことに限定されない。さらに、照明／視覚１３は、ロボット１６と一体であり得、医師２２のために患者１８の手術を照射するように障壁２４を越えることができる。補助構成要素２０が、随意に、システム１１０に含まれることができる。
主に図３を参照すると、手術ロボット１６は、外科システム１０（図１）に組み込まれてもよい。手術ロボット１６は、ロボット１６の他の構成要素を支持し得る、基部３０を含むことができる。加えて、いくつかの構成では、基部３０は、外科チームがロボット１６を所望の位置まで操縦することを可能にすることができる、カートとして作用してもよい。カートは、所望の場所まで駆動されることができる、電動カートであってもよい、または手動で移動させられることができる、非電動カートであってもよい。基部３０はまた、プロセッサまたはコントローラ１５、メモリ構成要素、電力構成要素等のロボット１６の電子構成要素を含んでもよい。ロボット１６はまた、マニピュレータ３６の動作を駆動し得る、駆動構成要素３４を含むことができる。駆動構成要素３４は、マニピュレータ３６の駆動のための種々のモータ、油圧式構成要素、連結部を含んでもよい。マニピュレータ３６は、マニピュレータ３６の中に設置され得る、被操作構成要素３８の動作を制御することができる。被操作構成要素３８は、それに取り付けられた、またはそれを通って延在する手術道具もしくはデバイスを指向することができる、関節動作型シャフトまたは管腔（図示せず）を含んでもよい。可能性として考えられる手術道具は、内視鏡、例えば、限定されないが、２０１４年１月３１日に出願された、Ｅｎｄｏｓｃｏｐｅ ｗｉｔｈ Ｐａｎｎａｂｌｅ Ｃａｍｅｒａと題された米国特許公開第２０１４／０２２１７４９号に説明される内視鏡を含むことができる。他の手術道具は、撮像装置、切断道具（例えば、シェーバ）、開創器、把持器、アブレータ、照明源、電気焼灼デバイス、ステープラ、縫合道具、ミリングカッタ、掘削道具、回転カッタ、潅注システム出口、および／または吹送システム出口を含んでもよいが、それらに限定されない。例証目的のために、３つの被操作構成要素３８が示されている。任意の数の被操作構成要素３８が、マニピュレータ３６によって制御されてもよい。複数のマニピュレータ３６が、単一の駆動構成要素３４によって駆動されてもよい。複数の駆動構成要素３４もまた、少なくとも１つのマニピュレータ３６を駆動するように含まれてもよい。
主に図３を参照し続けると、アーム３２は、随意に、ユーザによって位置付け可能であり、アーム３２の種々の区画の回転または平行移動運動を可能にすることができる、いくつかの継手を含んでもよい。そのような継手は、アーム３２が外科的手技のために適切な位置にマニピュレータ３６を位置付けることを可能にすることができる。いくつかの構成では、基部３０は、アーム３２が完全に延在されるときに転倒に対してロボット１６を支持することができる。アーム３２は、手動で定位置に移動されてもよい、またはアーム３２を所望の場所まで駆動するように制御され得る、アクチュエータを含んでもよい。種々の構成では、アーム３２は、例えば、限定されないが、基部３０と被駆動構成要素３４との間で、電力、データ、水力、流体、および／または光を伝送するように、少なくとも１つの配線１９を含んでもよい。少なくとも１つの配線１９はまた、いくつかの構成では、データ伝送または光透過に使用され得る、光ファイバ線であってもよい。少なくとも１つの配線１９は、電力、データ／コマンド、力、流体（例えば、潅注流体もしくは吹送ガス）、および／または光が、基部３０もしくは外科システム１０（図１）の別の部分から被駆動構成要素３４に連通されることを可能にすることができる。電力、データ、水力、流体、照明等は、例えば、限定されないが、ユーザ入力デバイス１４（図１）によって制御されることができる。
図３を参照し続けると、水力に関して、いくつかの構成では、基部３０は、少なくとも１つの配線１９を通して油圧流体を駆動する、マスタシリンダおよびモータを含むことができる。光ファイバに関して、光は、少なくとも１つの配線１９を通して透過されることができ、種々の方法で使用されるように、障壁２４を越えてマニピュレータ３６に入ることができる。少なくとも１つの光ファイバ線を含むことはまた、データの伝送も可能にし得る。データに関して、例えば、駆動構成要素３４内のセンサが、データを収集し、少なくとも１つの配線１９を介して基部３０内のコントローラ１５に伝送してもよい。加えて、または代替として、マニピュレータ３６および被操作構成要素３８の中に位置するセンサが、データを収集し、基部３０の中で処理されるように、障壁２４を通して少なくとも１つの配線１９に伝送することができる。別の実施例では、熱管理に関して、少なくとも１つの配線１９は、基部３０と駆動構成要素３４との間に液体および／またはガスを収容し、例えば、熱伝導によって、駆動構成要素３４を冷却するように構成されることができる。少なくとも１つの配線１９は、吹送および潅注のために水／ガスを伝導することができる。少なくとも１つの配線１９は、手術部位からの流体もしくは残渣の吸引および／または除去に使用されることができる。コントローラ１５は、例えば、ここで概説されるサービスを提供するように、少なくとも１つの配線１９を制御することができる。
なおもさらに図３を主に参照し続けると、障壁２４は、無菌障壁として作用することができ、ロボット１６の残りの部分からマニピュレータ３６および被操作構成要素３８を隔離することができる。いくつかの構成では、障壁２４の一部は、駆動構成要素３４とマニピュレータ３６との間で保定または捕捉されることができる。力が、マニピュレータ３６を駆動するように、障壁２４の本一部を通してマニピュレータ３６に伝達されてもよい。駆動構成要素３４とマニピュレータ３６との間で保定される障壁２４の一部は、障壁２４の中実かつ連続的な部分であることができる。すなわち、駆動構成要素３４とマニピュレータ３６との間の障壁２４の一部は、空隙、オリフィス、開口、孔、通過部、または他のそのような中断を含み得ない。障壁２４の完全性は、力がそれを通して伝達されるにつれて維持されることができる。マニピュレータ３６は、ロボット１６の設定中に２つの間に障壁２４を閉じ込めて、駆動構成要素３４上に掛止してもよい。マニピュレータ３６および被操作構成要素３８は、単回または複数回使用の使い捨て用品として供給されてもよい。被操作構成要素３８は、マニピュレータ３６の中に事前設置または事前組立されてもよい。外科システム１０（図１）のこれらの部分は、無菌パッケージの中で提供されてもよい。マニピュレータ３６および被操作構成要素３８は、手術に先立ってシステム１０（図１）の中へ設置されてもよい。
図４Ａ−４Ｅは、いくつかの被操作構成要素３８の表現図を描写する。被操作構成要素３８は、手術を行うように少なくとも部分的に患者の中に挿入されることができる。例示的構成では、被操作構成要素３８は、簡単にするためにシャフト５０を含んで描写されている。
ここで図４Ａを参照すると、関節動作型区画４０は、シャフト、継合型または別様に関節動作型のシャフト、いくつかの入れ子シャフト、いくつかの椎骨様部材もしくは他の枢動／ヒンジ結合部材、ボールアンドソケット部材、および／または１つもしくは一連のリビングヒンジの任意の組み合わせを含んでもよいが、それを含むことに限定されない。被操作構成要素３８は、中空であり得、または少なくとも１つの管腔（図示せず）を含んでもよく、かつトロカール３７を通過してもよい。管腔（またはいくつかの管腔）は、それを通して手術道具５２が手術部位まで導入されることができる、経路としての役割を果たしてもよい。管腔はまた、手術部位の吹送、潅注、照射等を促進するために使用されてもよい。被操作構成要素３８に動作可能に接続されるユーティリティ構成要素５４は、機械的制御、光透過、情報伝送、流体伝送、および電力伝送構成要素であってもよい。ユーティリティ構成要素５４は、１つまたはそれを上回る他のユーティリティ構成要素５４と共有される管腔（図示せず）を通って延在してもよい、もしくはそれぞれ専用管腔を有してもよい。被操作構成要素３８内に収納された種々の異なるユーティリティ構成要素５４があってもよい。光透過構成要素は、例えば、光ファイバ束、リボン、光パイプ、光投影要素、および／または同等物を含んでもよい。情報伝送構成要素は、例えば、電気ケーブル束またはリボンを含んでもよい。そのようなケーブルまたは束は、被操作構成要素３８の端部に位置付けられた撮像装置を有する、手術道具５２に接続してもよい。そのようなケーブルはまた、電力を手術道具５２に伝送するために使用されてもよい。流体伝送構成要素は、流体（例えば、吹送ガスまたは潅注流体）が患者の解剖学的特徴の中へ導入されるための経路を提供してもよい。
依然として主に図４Ａを参照すると、被操作構成要素３８は、被操作構成要素３８の可変部分３９に接続され得る、関節動作型区画、区分、または領域４０を含むことができる。可変部分３９は、マニピュレータ３６の中へ延在することができ、また、患者への導入を促進するようにトロカール３７を通って延在することもできる。可変部分３９は、例えば、限定されないが、屈曲可能、関節動作型、または屈曲不可能であり得る。被操作構成要素３８は、マニピュレータ３６に事前に組み立てられてもよい。同様に、被操作構成要素３８は、すでにその中に位置しているユーティリティ構成要素５４を伴って事前に組み立てられてもよい。上記のように、これらは、無菌パッケージの中で提供されてもよい。ユーティリティ構成要素５４のうちの少なくとも１つまたは一部がマニピュレータ３６もしくは被操作構成要素３８の中に事前設置されない構成では、そのユーティリティ構成要素５４またはユーティリティ構成要素５４の一部は、同様にパッケージ化されてもよい。ユーティリティ構成要素５４は、機械的制御構成要素またはアクチュエータであることができるが、そうであることに限定されない。アクチュエータは、被操作構成要素３８の中へ、かつその長さに沿って延在することができる。加えて、アクチュエータは、可変部分３９内の空隙または開口部を通してマニピュレータ３６の中へ延在することができる。
ここで主に図４Ｂを参照すると、任意の好適な数のアクチュエータ５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃが、種々の構成に含まれてもよい。アクチュエータ５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃの数は、少なくとも部分的に、被操作構成要素３８の中の個別に作動可能な構成要素または特徴の数によって判定されてもよい。いくつかの構成では、第１のアクチュエータ５４Ａ、第２のアクチュエータ５４Ｂ、および第３のアクチュエータ５４Ｃが示され、簡単にするためにワイヤとして描写されている。いくつかの構成では、アクチュエータ５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃは、プッシュロッドまたは任意の他の好適な材料であってもよい。複数の異なるタイプのアクチュエータもまた、同一の構成内で使用されてもよい。例えば、いくつかの被操作構成要素３８は、引張ワイヤを伴ういくつかの特徴を作動させ、作動を達成するように引動および押動力の両方を及ぼすことができるアクチュエータを用いて、他の特徴を作動させてもよい。１つまたはそれを上回るアクチュエータ５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃは、手術道具５２と関連付けられてもよい。図４Ｂに示される例示的構成では、第２のアクチュエータ５４Ｂを駆動することは、手術道具５２または手術道具５２の一部として含まれるエンドエフェクタを作動させてもよい。これは、第２のアクチュエータ５４Ｂの変位に応答して（図４Ａに対して）形状を変化させる手術道具５２によって、表現的に示されている。
ここで図４Ｃを参照すると、第１のアクチュエータ５４Ａ、第２のアクチュエータ５４Ｂ、および第３のアクチュエータ５４Ｃは、被操作構成要素３８のある特徴を作動させるように駆動されてもよい。そのような作動は、例えば、手術道具５２上のジョーまたはクランプの開放または閉鎖（図４Ｂ参照）、手術道具５２に含まれる撮像装置、カメラ、および／または照明システムのパニング、開創器の展開等を引き起こしてもよい。第１のアクチュエータ５４Ａ、第２のアクチュエータ５４Ｂ、および／または第３のアクチュエータ５４Ｃのうちの１つもしくはそれを上回るアクチュエータは、関節動作型区画４０内で１つまたはそれを上回る関節動作部もしくは継手５１を中心として関節動作型区画４０の変位を引き起こすように駆動されてもよい。例証的構成における第１のアクチュエータ５４Ａおよび第３のアクチュエータ５４Ｃの変位に応答して、関節動作型区画４０は、点線輪郭の関節動作型区画表現５６Ａの配向を帯びさせられるであろう。機械的制御構成要素を介して関節動作型区画４０を制御することは、手術の侵襲性が最小限にされることを可能にする。ある事例では、そのような関節動作は、患者の単一の切開のみを通して手術が行われることを可能にし得る。
ここで図４Ｄを参照すると、被操作構成要素３８は、それぞれ様々な程度に関節動作されることができる、複数の領域または区画を有してもよい。例えば、被操作構成要素３８は、可変区画３９および関節動作型区画４０Ａから成ってもよい。関節動作型区画４０Ａは、被操作構成要素３８のごく一部のみであってもよい。代替として、被操作構成要素３８は、可変区画３９に介入することによって散在されることができる、いくつかの関節動作型区画４０Ａを含んでもよい。そのような構成では、各関節動作型区画４０Ａは、異なる程度に関節動作されることができる。被操作構成要素３８の各領域は、独立して制御可能である場合もあり、そうではない場合もある。関節動作型区画４０Ａはまた、関節動作型区画４０Ａ内に関節動作の漸次段階を含むこともできる。すなわち、関節動作型区画４０Ａの一部の１つまたはそれを上回るものは、他の区分よりも密に関節動作もしくは継合されてもよい。代替として、関節動作部または継手の密度は、関節動作型区画４０Ａの長さに沿って次第に増加もしくは減少してもよい。被操作構成要素３８は、少なくとも１つの第１の関節動作型小区分４１と、少なくとも１つの第２の関節動作型小区分４２とを含むことができる。第２の関節動作型小区分４２は、遠位関節動作型小区分であってもよく、第１の関節動作型小区分４１は、近位関節動作型小区分であってもよい。第２の関節動作型小区分４２は、例えば、限定されないが、関節動作型区画４０Ａの他の区分よりも密に関節動作されることができ、手術を行うときに手術道具５２の精密な制御を可能にすることができる。第２の関節動作型小区分４２が被操作構成要素３８の他の部分よりも密に関節動作される構成では、第２の関節動作型小区分４２は、手術中に微細な移動および制御の大部分を行うために使用されてもよい。１つまたはそれを上回るアクチュエータ５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄ、５４Ｅは、第１の関節動作型小区分４１を制御するために使用されてもよく、１つまたはそれを上回るアクチュエータ５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄ、５４Ｅは、第２の関節動作型小区分４２を制御するために使用されてもよい。例えば、第１のアクチュエータ５４Ａおよび第５のアクチュエータ５４Ｅが、第２の関節動作型小区分４２を制御するために使用されることができる一方で、第２のアクチュエータ５４Ｂおよび第４のアクチュエータ５４Ｄは、第１の関節動作型小区分４１を制御するために使用されることができる。残りの第３のアクチュエータ５４Ｃは、手術道具５２を制御してもよい。例示的構成では、第１のアクチュエータ５４Ａおよび第５のアクチュエータ５４Ｅは、変位されている。配向５６Ｂが、本作動の結果としての第２の関節動作型小区分４２の位置を示すように、例証目的のために示されている。
ここで図４Ｅを参照すると、第２の関節動作型小区分４２は、第１の関節動作型小区分４１または関節動作型区画４０Ａの他の区画の任意の関節動作の結果として、変位されてもよい。少なくとも１つの第１の関節動作型小区分４１のうちのいずれかが、手術道具５２および第２の関節動作型小区分４２をより肉眼的に位置付けるように制御されてもよい。被操作構成要素３８は、駆動されたときに被操作構成要素３８の一部の関節動作を引き起こす、いくつかのアクチュエータ５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄ、５４Ｅを含むことができる。マニピュレータ３８および取り付けられた手術道具５２をより複雑に関節動作させるために、付加的アクチュエータ５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄ、５４Ｅが使用されることができる。アクチュエータ５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄ、５４Ｅは、図４Ｄに関連して上記で説明されるように、図４Ｅの関節動作型区画４０Ａを制御するように配列される。例示的構成では、第１の関節動作型小区分４１を制御するアクチュエータ５４Ｂおよび５４Ｄが、作動されている。配向５６Ｃが、本作動の結果としての関節動作型区画４０Ａの位置を示すように、例証目的のために示されている。
ここで主に図５を参照すると、関節動作型区画または区分４０Ｂは、いくつかの異なる方法で構築されてもよい。いくつかの構成では、関節動作型区画４０Ｂは、関節動作型区画４０Ｂを所望の構成または配向まで関節動作させるように作用され得る、１つもしくはいくつかのリビングヒンジ３００を組み込んでもよい。関節動作型区画４０Ｂのリビングヒンジ３００は、いくつかの仲介本体３０２の間に跨架してもよい。仲介本体３０２は、非限定的実施例に関して、剛性であり得、１つまたはそれを上回るアクチュエータ５４（図４Ａ）のための１つもしくは複数の係留点８０のいずれかを提供してもよい。仲介本体３０２のうちのいくつかは、代わりに、それを通してアクチュエータ（例えば、図４Ｂの５４Ａ参照）が延在し得る、通過部３０４Ａ、３０４Ｂまたは複数の通過部３０４Ａ、３０４Ｂを含んでもよい。アクチュエータ（例えば、図４Ｂの５４Ａ参照）を介して力を及ぼすことは、（例えば、アクチュエータの係留点８０に応じて）リビングヒンジ３００のうちの１つまたはそれを上回るものを屈曲させることができる。選択的にアクチュエータ（例えば、図４Ｂの５４Ａ参照）を通して力を及ぼすことによって、関節動作型区画４０Ｂは、その結果として、所望の配向に屈曲されてもよい。リビングヒンジ３００のそのようなスタックは、関節動作型区画４０Ｂの一部または全体を形成するために使用されてもよい。構成に応じて、関節動作型区画４０Ｂは、単一の部品として製造され得る、リビングヒンジ３００のスタックから構築される。本部品は、いくつかの構成では、成形部品であってもよい。代替として、部品は、３次元印刷等の材料付加プロセスを使用して、機械加工または印刷されてもよい。仲介本体３０２は、例えば、限定されないが、円盤様部材であることができる。３つだけのリビングヒンジ３００が示されているが、任意の好適な数のリビングヒンジ３００および仲介本体３０２が、所望の長さの関節動作型区画４０Ｂを作成するように含まれてもよい。
主に図５を参照し続けると、関節動作型区画４０Ｂの各介入本体３０２は、第１の通過部３０４Ａと、第２の通過部３０４Ｂとを含むことができる。隣接する仲介本体３０２の第１の通過部３０４Ａおよび第２の通過部３０４Ｂは、相互と実質的に軸方向に整合されてもよい。関節動作型区画４０Ｂ用の各アクチュエータ（例えば、図４Ｂの５４Ａ参照）は、係留点８０の中へ係留されてもよい。図５の例示的構成では、係留点８０は、終端仲介本体３０２Ａの中に示されている。アクチュエータ５４（例えば、図４Ｂの５４Ａ参照）は、構成に応じて、一連のための終端仲介本体３０２Ａ以外の仲介本体３０２の中に係留されてもよい。上記で説明されるように、力が協調様式で１つまたはそれを上回るアクチュエータ（例えば、図４Ｂの５４Ａ参照）によって及ぼされるとき、関節動作型区画４０Ｂは、所望の様式で屈曲してもよい。いくつかの構成では、一連のリビングヒンジ３００および仲介本体３０２は、関節動作型区画４０Ｂが完全に組み立てられるときに、管、シース、または可撓性スリーブ５０（図４Ａ）によって被覆されてもよい。
ここで図６を参照すると、第１のリビングヒンジ３００Ａ、第２のリビングヒンジ３００Ｂ、および通過部３０４を含む仲介本体３０２を伴う、関節動作型区画４０Ｃの別の構成が示されている。図５に示されるように同様に、関節動作型区画４０Ｃの末端仲介本体３０２Ａは、アクチュエータ（例えば、図４Ｂの５４Ａ参照）のための係留点８０を含む。第１のリビングヒンジ３００Ａは、第２のリビングヒンジ３００Ｂに対して角度オフセットされることができる。非限定的実施例に関して、第１および第２のリビングヒンジ３００Ａ、３００Ｂは、任意の直接隣接するリビングヒンジ３００Ａ、３００Ｂと垂直に、またはそれに対して実質的に直角に位置付けられてもよい。第１のリビングヒンジ３００Ａは、第１の平面内で（例えば、上下に）関節動作型区画４０Ｃを屈曲することができ、第２のリビングヒンジ３００Ｂは、第２の平面内で（例えば、左右に）関節動作型区画４０Ｃを屈曲することができる。仲介本体３０２はそれぞれ、例えば、限定されないが、４つの通過部３０４を含むことができる。各通過部３０４は、第１のリビングヒンジ３００Ａまたは第２のリビングヒンジ３００Ｂのいずれかを通って延在することができる。アクチュエータ（例えば、図４Ｂの５４Ａ参照）は、一式の方向に関節動作型区画４０Ｃを屈曲するように動作され得る、協働セットにまとめられてもよい。例えば、相互と反対に配置された通過部３０４を通って延在するアクチュエータ（例えば、図４Ｂの５４Ａ参照）は、平面内で関節動作型区分４０Ｃの協調屈曲を可能にするように連動され得る。相互と併せて連動アクチュエータ（例えば、図４Ｂの５４Ａ参照）のセットを動作させることによって、関節動作型区画４０Ｃは、関節動作型区画４０Ｂ（図５）よりも広い範囲の配向で位置付けられてもよい。
複数の関節動作型小区分を伴う関節動作型区画４０Ｃを含む構成では、第１の関節動作型小区分４１（図４Ｄ）は、相互と一致している、または全て同一平面内で屈曲を可能にする、いくつかの第１のリビングヒンジ３００Ａを含んでもよい。第２の関節動作型小区分４２（図４Ｄ）は、相互と一致しているが、第１の関節動作型小区分４１（図４Ｄ）内の第１のリビングヒンジ３００Ａ（図５）に対する角度（例えば、直角）にある、いくつかの第２のリビングヒンジ３００Ｂを含んでもよい。
ここで図７を参照すると、リビングヒンジ３００Ｃが仲介本体３０２によって分離される、関節動作型区画４０Ｄが示されている。リビングヒンジ３００Ｃは、例えば、限定されないが、円筒または円柱本体であることができ、例えば、限定されないが、可撓性材料から作製されることができる。リビングヒンジ３００Ｃは、実質的に同一の力を用いて任意の方向に屈曲されることができる。所望であれば、リビングヒンジ３００Ｃは、楕円形の断面形状または任意の他の断面形状を与えられることができる。非対称断面形状を有することは、リビングヒンジ３００Ｃが、第２の平面のセットと比較すると、第１の平面のセットでより自由に屈曲されることを可能にすることができる。仲介本体３０２は、例えば、限定されないが、円盤様であり得る。各仲介本体３０２は、いくつか、例えば、４つの通過部３０４を含むことができる。いくつかの構成では、仲介本体３０２は、４つの通過部３０４を含む必要はない。代わりに、仲介本体３０２は、３つの通過部３０４を含むことができる。含まれる通過部３０２の数は、関節動作型区画４０Ｄのために含まれるであろう、アクチュエータ（例えば、図４Ｂの５４Ａ参照）の数に依存し得る。アクチュエータ（例えば、図４Ｂの５４Ａ参照）は、通過部３０４を通って延在することができ、例えば、限定されないが、終端仲介本体３０２Ａの係留点８０の中へ係留されることができる。アクチュエータ（例えば、図４Ｂの５４Ａ参照）は、関節動作型区画４０Ｄを所望の配向に屈曲させるために、単独で、またはともに使用され得る、協働セットにまとめられてもよい。アクチュエータ（例えば、図４Ｂの５４Ａ参照）は、通過部３０４の各セットを通って延在し、関節動作型区画４０Ｄを所望の配向に屈曲するように、相互と連携して動作されてもよい。
再度、主に図４Ａを参照すると、継合される種々の関節動作型区画４０もまた、使用されてもよい。そのような構成は、運動学的ペアのセットとして作用するように相互に結合される、１つまたはいくつかの継手部材を組み込むことができる。これらの継手部材は、関節動作型区画４０を所望の構成または配向まで変位させるように作用されてもよい。関節動作型区画４０に含まれるアクチュエータ（例えば、図４Ｂの５４Ａ参照）を介して力を及ぼすことは、関節動作型区画４０内の１つまたはそれを上回る継手部材を相互に対して移動させることができる。変位される継手部材の数は、アクチュエータ（例えば、図４Ｂの５４Ａ参照）の係留点８０（図５）および関与する継手のタイプに依存し得る。選択的にアクチュエータ（例えば、図４Ｂの５４Ａ参照）を介して力を及ぼすことによって、関節動作型区画４０は、その結果として、所望の配向に屈曲されてもよい。
ここで図８を参照すると、運動学的に接続される、いくつかの継手部材３１０で構築された関節動作型区画４０Ｅが、示されている。継手部材３１０は、非限定的実施例に関して、ボールおよびソケット型継手であることができる。任意の他の種々または組み合わせの継手タイプが、他の構成で使用されてもよい。図示される関節動作型区画４０Ｅは、４つの継手部材３１０を含む。任意の数の継手部材３１０が、所望の長さの関節動作型区画４０Ｅを作製するように含まれてもよい。各継手部材３１０は、ボール３１２と、ソケット３１４とを含むことができる。ボール３１２は、隣接する継手部材３１０のソケット３１４内に嵌合して保定されるように定寸されることができる。継手部材３１０はまた、いくつかの通過部３０４を含み得る、フランジ３１６を含むことができる。代替構成は、フランジ３１６を含まなくてもよいが、その内側に通過部３０４が位置し得る、任意のタイプの突起を含んでもよい。そのような突起は、半径方向に変位されてもよい。
ここで図９を参照すると、関節動作型区画４０Ｆの組立図が示されている。いくつかのアクチュエータ５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃは、例えば、継手部材３１０内の通過部３０４を通って延在してもよい。第１のアクチュエータ５４Ａ、第２のアクチュエータ５４Ｂ、および第３のアクチュエータ５４Ｃはそれぞれ、継手部材３１０のうちの１つの中の係留点８０の中へ係留されてもよい。例示的構成では、アクチュエータ５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃは、末端継手部材３１０Ａ内の係留点８０の中へ係留される。いくつかの構成では、アクチュエータ５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃは、ワイヤであってもよい。アクチュエータ５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃは、関節動作型区画４０Ｅに所望の配向を帯びさせるように、相互と協調して動作されてもよい。関節動作型区画４０Ｅは、作動位置で示されている。第２のアクチュエータ５４Ｂおよび第３のアクチュエータ５４Ｃが、外に送給されている一方で、第１のアクチュエータ５４Ａは、引き入れられており、関節動作型区画４０Ｅを屈曲させる。
ここで図９Ａを参照すると、関節動作型区分４０Ｅは、組み立てられたときに、後続の継手部材３１０のボール３１２およびソケット３１４の継手が合体するように整合された継手部材３１０を含むことができる。継手部材３１０は、継手部材３１０のソケット３１４からボール３１２まで延在し得る、チャネル３１１を有するように構成されることができる。関節動作型区画４０Ｅが組み立てられるとき、各継手部材内のチャネル３１１は、相互と整合し、関節動作型区分４０Ｅを通して連続経路を提供することができる。いくつかの構成では、チャネル３１１は、外科的手技中に使用される手術道具５２（図４Ａ）または補助構成要素２０（図１）の少なくとも一部を受容するように構成されることができる。チャネル３１１の中で受容される一部は、実質的に可撓性または柔軟であり得るが、そうであるように限定されず、関節動作型区分４０Ｅが関節動作されるにつれて、受動的に屈曲されてもよい。チャネル３１１の中で受容される手術道具５２（図４Ａ）または補助構成要素２０（図１）の一部は、継手部材３１０の移動に対して移動することができる。例えば、手術道具５２（図４Ａ）または補助構成要素２０の一部は、力が回転駆動構成要素３４Ｃ（図６９）を介してそれに付与されるときに、継手部材３１０に対して回転してもよい。加えて、手術道具５２（図４Ｂ）または補助構成要素２０（図１）は、関連付けられるアクチュエータ５４Ｂ（図４Ｂ）を介して作動もしくは制御されてもよい。例えば、１つまたはそれを上回るアクチュエータ５４Ｂ（図４Ｂ）を変位させることは、外科用把持器のジョーを開放および／もしくは閉鎖してもよい。いくつかの構成では、チャネル３１１は、手術道具５２（図４Ａ）または補助構成要素２０（図１）の少なくとも一部を受容するように構成される可撓性カニューレもしくは管を収納してもよい。
ここで図９Ｂを参照すると、関節動作型区分４０Ｅの断面が描写されている。関節動作型区画４０Ｅの各継手部材３１０のソケット３１４からボール３１２まで延在するチャネル３１１が、示されている。いくつかの構成では、１つを上回るチャネル３１１が、関節動作型区分４０Ｅの各継手部材３１０に含まれてもよい。手術道具５２が、道具５２を手術部位まで導入するように、チャネル３１１によって作成される経路を通して挿入されてもよい。代替として、手術道具５２または補助構成要素２０（図１）の一部は、チャネル３１１によって作成される経路の中に存在してもよい。
ここで主に図１０を参照すると、関節動作型区画４０Ｋは、第１の管腔３３２Ａおよび第２の管腔３３２Ｂを伴う伸長構造３３０を含むことができる。伸長構造３３０は、例えば、断面がほぼ正方形または長方形であり得るが、任意の他の断面形状（例えば、円形、六角形、八角形）を有し得る。関節動作型区画４０Ｋは、例えば、限定されないが、単一の部品（例えば、押出）であってもよい。種々の構成では、関節動作型区画４０Ｋは、例えば、限定されないが、ナイロンまたは同様に屈曲可能な材料であってもよい。第２の管腔３３２Ｂおよび第１の管腔３３２Ａは、複数の異なる直径であることができる。第１の管腔３３２Ａは、それを通って個別のアクチュエータ５４（図３Ａ）が延在し得る、アクチュエータガイド経路として作用することができる。アクチュエータ（例えば、図４Ｂの５４Ａ参照）は、例えば、限定されないが、ワイヤまたはケーブルであってもよい。第２の管腔３３２Ｂは、例えば、第１の管腔３３２Ａよりも大きい直径であってもよい。第２の管腔３３２Ｂは、１つまたはそれを上回る手術道具を関節動作型区画４０Ｋもしくは被操作構成要素３８（図３Ａ）まで導入するために使用されてもよい。第２の管腔３３２Ｂが、中心に配置されてもよい一方で、第１の管腔３３２Ａは、周辺に配置されてもよい。
依然として図１０を参照すると、関節動作型区画４０Ｋは、リビングヒンジ３３５を含むことができる。リビングヒンジ３３５は、種々の切り抜き３３７によって生成されることができる。本配列は、伸長構造３３０の部分に取り付けられたアクチュエータ（例えば、図４Ｂの５４Ａ参照）が変位されるときに、伸長構造３３０がリビングヒンジ３３５を中心として屈曲することを可能にすることができる。切り抜き３３７は、伸長構造３３０の対向面上に配置され得る、孔３３４Ｌ、３３４Ｒのセットを含むことができる。孔３３４Ｌ、３３４Ｒのセットは、リビングヒンジ３３５を形成する内側仕切の側面に位置する、左孔３３４Ｌおよび右孔３３４Ｒを含むことができる。各リビングヒンジ３３５は、伸長構造３３０の残りの部分と連続的であり得る。伸長構造３３０が断面において円形である構成では、孔３３４Ｌ、３３４Ｒのセットのうちの各孔は、相互から１８０°に配置されてもよい。左孔３３４Ｌおよび右孔３３４Ｒは、例えば、限定されないが、２０〜５０°だけ相互から角度オフセットされてもよい。左孔３３４Ｌおよび右孔３３４Ｒは、円形または任意の他の形状であり得る。左孔３３４Ｌおよび右孔３３４Ｒのサイズならびに／または間隔は、変動し得るが、例示的構成では、孔３３４Ｌ、３３４Ｒは、一様なサイズおよび間隔を有するものとして描写されている。いくつかの構成では、第１の面３３９Ａ、第２の面３３９Ｂ、第３の面（図示せず）、および第４の面（図示せず）は、孔を含んでもよい。孔は、所望される場合、交互の関係で配列されてもよい。例えば、孔３３４Ｌ、３３４Ｒの１つおきのセットが、例えば、限定されないが、相互から９０°だけ角度オフセットされてもよい。例示的構成では、孔３３４Ｌ、３３４Ｒの１つおきのセットが、第１の面３３９Ａおよび対向する第３の側面（図示せず）の上にあってもよい一方で、介入する孔のセットは、第２の側面３３９Ｂおよび第２の面３３９Ｂと反対の第４の面（図示せず）の上にあろう。他の順列も可能である。例えば、孔３３４Ｌ、３３４Ｒの２つまたは３つおきのセットが、相互から角度オフセットされ得る。伸長構造３３０の他の形状が、付加的可能性を提供し得る。例えば、六角形の形状は、孔３３４Ｌ、３３４Ｒのセットが、３対の対向面を中心として交互になることを可能にし得る。
なおもさらに図１０を参照し続けると、切り抜き３３７は、いくつかのチャネル３３６を含むことができる。各チャネル３３６は、孔３３４Ｌ、３３４Ｒのセットと関連付けられてもよい。各チャネル３３６は、例えば、限定されないが、左孔３３４Ｌおよび右孔３３４Ｒのうちの少なくとも１つと連続的であり得る。各チャネルは、左孔３３４Ｌおよび右孔３３４Ｒのうちのいずれかから、伸長構造３３０の対向面上の軸方向に整合した孔まで延在してもよい。例示的構成では、チャネル３３６は、右孔３３４Ｒまたは左孔３３４Ｌのうちの１つから、伸長構造３３０の第３の面（図示せず）上の軸方向に整合した左孔３３４Ｌもしくは右孔３３４Ｒまで延在することができる。チャネル３３６の間隔、チャネル３３６と孔３３４Ｌ、３３４Ｒのセットとの間の関係、ならびにチャネル３３６と面との間の関係は、種々の構成において異なり得る。孔３３４Ｌ、３３４Ｒのセットおよびチャネル３３６（したがって、リビングヒンジ３３５）の配列は、所望の配向で伸長構造３３０を屈曲する能力を提供するように選定されることができる。チャネル３３６はまた、停止部としての役割を果たすこともできる。チャネル３３６の幅は、可動域を増加また減少させるように調節されることができる。幅が減少されると、許容可動域も減少し得る。したがって、停止部が遭遇されるであろう点は、チャネル３３６の幅によって制御されることができる。
図１０を参照し続けると、チャネル３３６はまた、インターロックとして作用することができ、動作中の捻転歪曲を阻止し得る障壁または障害物を作成し得る、特徴を含むことができる。具体的には、幾何学的特徴３３８Ａ、３３８Ｂ、３３８Ｃは、伸長構造３３０の長軸を中心とした回転が、その軸を中心とした平行移動も同伴することを要求し得る。捻転力が、概して、平行移動変位に有利に働かないため、幾何学的特徴３３８Ａ、３３８Ｂ、３３８Ｃは、捻転力が印加されるときに、ある配向で関節動作型区画４０Ｋを効果的に係止してもよい。幾何学的特徴３３８Ａ、３３８Ｂ、３３８Ｃは、受容陥凹３４３によって受容され得る、突起または隆起３４２を含むことができる。例示的構成では、隆起３４２が、チャネル３３６の第１の壁から延在することができる一方で、受容陥凹３４３は、そのチャネル３３６の対向面の中へ陥凹状であり得る。幾何学的特徴３３８Ａ、３３８Ｂ、３３８Ｃの形態は、他の構成において異なり得る。
ここで図１１を参照すると、関節動作型区画４０Ｌは、伸長構造３３０Ｂの長さに沿って延在し得る、第１の管腔３３２Ａおよび第２の管腔３３２Ｂを含むことができる。伸長構造３３０Ｂは、リビングヒンジ３３５Ｂを作成し得る、孔３３４ＢＬ、３３４ＢＲ、およびチャネル３３６Ｂを含むことができる。伸長構造３３０Ｂに係留され得る、アクチュエータ（例えば、図４Ｂの５４Ａ参照）が、制御された様式で変位されるとき、伸長構造３３０Ｂは、リビングヒンジ３３５Ｂを中心として所望の配向に屈曲することができる。チャネル３３６Ｂ内の幾何学的特徴３３８Ｄは、波状または歯付きであり得るが、そうであることに限定されない。波３４４はそれぞれ、伸長構造３３０Ｂの区分を相互係止することができる。そのような配列は、伸長構造３３０Ｂの配向にかかわらず、幾何学的特徴３３８Ｄのうちの１つまたはそれを上回るものが係合されることを確実にすることに役立つ。
ここで図１２を参照すると、関節動作型区画４０Ｍは、伸長構造３３０Ｃの長さに沿って延在し得る、第１の管腔３３２Ｂおよび第２の管腔３３２Ａを含むことができる。伸長構造３３０Ｃは、リビングヒンジ３３５Ｃを作成し得る、孔３３４ＣＬ、３３４ＣＲ、チャネル３３６Ｃを含むことができる。伸長構造３３０Ｃに係留され得る、アクチュエータ（例えば、図４Ｂの５４Ａ参照）が、制御された様式で変位されるとき、伸長構造３３０Ｃは、リビングヒンジ３３５Ｃを中心として所望の配向に屈曲することができる。チャネル３３６Ｃは、伸長構造３３０Ｃの区分を相互係止するように成形されることができる。チャネル３３６Ｃは、伸長構造３３０Ｃの中へ陥凹状である、曲線スロットであることができる。チャネル３３６Ｃは、孔３３４ＣＬ、３３４ＣＲのセットと連続的であり得る。チャネル３３６Ｃの幅は、伸長構造３３０Ｃ内の関節動作の範囲を限定するように選択されることができる。
ここで図１３および１４の両方を参照すると、関節動作型区画４０Ｍ内のチャネル３３６Ｃは、角度３４５（図１４）で伸長構造の中へ陥凹状である。角度３４５は、例えば、チャネル３３６Ｃが配置される伸長構造３３０Ｃの面に対して鋭角（例えば、３０〜６０°または４５°）であってもよい。チャネル３３６Ｃは、穴鋸型角度カッタを使用して、伸長構造３３０Ｃに切り込まれることができる。代替として、伸長構造３３０Ｃは、単一の成形部品であってもよい。角度３４５は、関節動作型区画４０Ｍの可動域を増加または減少させるように選択されてもよい。
ここで図１５を参照すると、動作可能に結合された被操作構成要素３８を伴う駆動構成要素３４およびマニピュレータ３６が示されている。駆動構成要素３４は、障壁２４によってマニピュレータ３６から分離または隔離されることができる。障壁２４の一部は、駆動構成要素３４とマニピュレータ３６との間に保定されることができる。駆動構成要素３４は、被駆動要素６２に作用するように配列され得る、いくつかの駆動要素６０を含むことができる。駆動要素６０は、少なくとも１つの力または運動生成要素６４によって駆動されることができる。各被駆動要素６２は、被操作構成要素３８内のアクチュエータ（例えば、図４Ｂの５４Ａ参照）の作動を引き起こすことができる。代替として、被駆動要素６２は、アクチュエータ（例えば、図４Ｂの５４Ａ参照）として機能し、被操作構成要素３８を直接作動させてもよい。駆動要素６０および被駆動要素６２はそれぞれ、単一の要素または要素のグループ化された集合であってもよい。例えば、各駆動要素６０は、いくつかの個別に作動可能な構成要素を含んでもよい。これらの個別に作動可能な構成要素はそれぞれ、個別の被駆動要素６２の個々または複数の随伴構成要素に作用してもよい。結果として、各駆動要素６０は、被駆動要素６２を介して被操作構成要素３８の１つまたはそれを上回る独立して作動可能な特徴の作動を引き起こすように制御可能であり得る。各駆動要素６０および被駆動要素６２内の個別に作動可能な要素の数は、少なくとも部分的に、被操作構成要素３８内の独立して作動可能な特徴の数に基づいて、判定されてもよい。
図１５を参照し続けると、力または運動生成要素６４は、例えば、モータ、油圧式作動システム、または任意の他の配列のうちの１つもしくはそれを上回るものまたは組み合わせであってもよい。例示的構成では、力または運動生成要素６４は、駆動構成要素３４の一部として示されている。他の構成、例えば、油圧式システムが使用されるものでは、力または運動生成要素６４は、駆動構成要素３４に完全には収納されなくてもよい。例えば、油圧式マスタシリンダが、基部３０（図３）の中または駆動構成要素３４の遠隔にある別の場所に位置付けられてもよい。油圧式線が、次いで、駆動要素６０に作用するように、マスタシリンダから駆動構成要素３４まで延在してもよい。熱管理を補助し得るため、力または運動生成要素６４のために流体ベースのシステムを使用することが望ましくあり得る。加えて、マスタシリンダがロボット１６（図３）から外部に位置することができるため、流体ベースのシステムは、駆動構成要素３４がより小さい形状因子で作製されることを可能にし得る。
図１５を参照し続けると、駆動要素６０は、力を障壁２４の反対側の被駆動要素６２に移転させることができる。力は、種々の方法のうちのいずれかで、第１の障壁側面２４Ａから第２の障壁側面２４Ｂに（および逆も同様に）伝達されてもよい。いくつかの構成では、力は、駆動要素６０の少なくとも一部の平行移動変位によって伝達される。本変位は、ひいては、被駆動要素６２の変位を引き起こし得る。他の構成では、力は、駆動要素６０の少なくとも一部の回転変位によって伝達される。トルクが、次いで、被駆動要素６２を駆動するように障壁２４を横断して伝えられてもよい。なおも他の構成では、平行移動および回転変位が両方とも伝達されてもよい。被駆動要素６２は、駆動要素６０の回転および平行移動変位の両方によって駆動されてもよい。加えて、いくつかの駆動要素６０は、異なるタイプの力または運動生成要素６４によって制御されてもよい。例えば、いくつかのものが、モータ駆動型であり得る一方で、他のものは、油圧式システムによって制御される。いくつかの構成では、障壁２４は、力が第１の障壁側面２４Ａから第２の障壁側面２４Ｂに、および逆も同様に伝達されると、実質的または完全に静止し得る。すなわち、障壁２４は、わずかに変位してもよいが、障壁２４の変位は、必要でもなく、それによって力が伝達される主要な手段でもない。他の構成では、障壁２４または障壁２４の一部は、力が、例えば、第１の障壁側面２４Ａから第２の障壁側面２４Ｂに移転されると、１つもしくそれを上回る自由度を中心として変位してもよい。いくつかの構成では、それを中心として障壁２４が変位する自由度は、駆動要素６０および／または被駆動要素６２のものと同一であってもよい。他の構成では、駆動要素６０および／または被駆動要素６２が、１つもしくはそれを上回る第１の自由度を中心として変位してもよい一方で、障壁２４は、１つまたはそれを上回る第２の自由度を中心として変位する。具体的実施例に関して、駆動要素６０および随伴被駆動要素６２が、ロール軸を中心として変位してもよい一方で、障壁２４は、ロール軸を横断する（例えば、垂直な）軸を中心として章動してもよい。
図１５を参照し続けると、トルクが駆動要素６０から第２の障壁側面２４Ｂに移転される構成では、トルクは、障壁２４材料を回転させること、または障壁２４内の回転シールを要求することなく、実質的もしくは完全に移転されることができる。すなわち、障壁２４の回転は、わずかな程度に起こってもよいが、必要でもなく、それによってトルクが、例えば、第２の障壁側面２４Ｂに伝達される主要な手段でもない。障壁２４または障壁２４の一部を回転させることなく、障壁２４を横断してそのような力を伝達する種々の構成は、本明細書の他の場所で説明されるであろう。
ここで図１６を参照すると、システム１０００は、障壁２４を通して相互と係合され得る、駆動構成要素３４およびマニピュレータ３６を含むことができる。駆動構成要素３４は、駆動要素６０を含むことができる。駆動要素６０、被駆動要素６２、および障壁２４は、運動が障壁２４を横断して伝達されるときに同一の自由度で変位することができる。駆動要素６０は、例えば、限定されないが、モータアセンブリ７０等の運動生成要素によって駆動されることができる。モータアセンブリ７０は、駆動要素６０の一部、例えば、限定されないが、駆動ねじ７４のためのモータ７０Ａと、ギヤヘッド７０Ｂと、軸受７０Ｃとを含むことができる。モータ７０Ａは、例えば、限定されないが、ブラシレスＤＣモータ等の任意の好適な種々のモータであってもよい。ギヤヘッド７０Ｂは、遊星ギヤヘッドであってもよいが、そうであることに限定されない。ギヤヘッド７０Ｂの歯車比は、当業者によって理解されるであろうような所与の用途の必要性に適合するように選定されてもよい。いくつかの構成では、歯車比は、１：１であってもよい。軸受７０Ｃは、例えば、スピンドル軸受であってもよい。駆動要素６０は、駆動ねじ７４およびナット７６を含むことができるが、それらを含むことに限定されない。駆動ねじ７４は、例えば、限定されないが、送りねじまたはボールねじであってもよい。モータ７０Ａが整流すると、駆動ねじ７４が回転することができる。ひいては、ナット７６は、駆動ねじ７４の長さに沿って移動することができる。種々のエンコーダおよびセンサが、駆動ねじ７４に沿ったナット７６の移動を測定するとともに、負荷経路内の１つまたはそれを上回る点において伝達されている力の量を測定するように、本構成に含まれてもよい。ナット７６が望ましくない自由度で変位しないようにするために、ナット７６はまた、駆動ねじ７４と平行に延設することができる、線形軸受等の軸受に沿って乗設してもよい。モータアセンブリ７０および駆動ねじ７４は、油圧式構成が所望される場合、それぞれ、油圧シリンダならびにピストンによって置換されてもよい。
図１６を参照し続けると、システム１０００はさらに、駆動構成要素筐体７２から外へ延在することができる突起９２を含み得る、ナット７６を含むことができるが、それを含むことに限定されない。システム１０００では、突起９２は、ブレード形状の隆起であることができる。駆動構成要素筐体７２の外部のナット７６の一部（すなわち、突起９２）は、障壁２４によって被覆されてもよい。いくつかの構成では、障壁２４は、障壁２４の残りの部分と連続的である、事前形成または内部接着されたポケットもしくはスリーブを含んでもよい。これらの事前形成または内部接着されたポケットは、ブレードもしくは突起９２の周囲に嵌合してもよい。障壁２４の種々の構成はさらに、本明細書の他の場所で説明される。突起９２は、マニピュレータ筐体７８の中へ突出し、被駆動要素６２と係合してもよい。そのような構成では、被駆動要素６２は、ブレードまたは突起９２を受容することができるスロットを伴うブロックであってもよい。他の構成では、ナット７６および／または駆動要素６０は、障壁２４を通して被駆動要素６２に磁気的に結合してもよい。ナット７６が駆動ねじ７４の長さに沿って進行すると、被駆動要素６２が変位されることができる。被駆動要素６２は、被駆動要素６２が望ましくない自由度で移動しないように制約するために、マニピュレータ３６内の１つまたはそれを上回る軸受に沿って乗設してもよい。
なおもさらに図１６を主に参照し続けると、被駆動要素６２は、被操作構成要素３８または手術道具５２の特徴を作動させることができる、１つもしくはそれを上回るアクチュエータ５４Ａに取り付けられてもよい。アクチュエータ５４Ａは、係留点８０において被駆動要素６２に固定して係留されることができる。被駆動要素６２が変位されると、アクチュエータ５４Ａは、被操作構成要素の切り抜き２６６の中または外へ前進してもよい。被操作構成要素３８がマニピュレータ３６に固定して取り付けられることができるため、アクチュエータ５４Ａの変位は、被操作構成要素３８または手術道具５２の作動される特徴の上に、またはそこで作動力を及ぼすことができる。当業者によって理解されるであろうように、任意の数の被駆動要素６２が、マニピュレータ３６に含まれてもよく、駆動構成要素３４内の任意の好適な数の駆動要素６０によって駆動されてもよい。
なおも図１６を参照すると、各モータアセンブリ７０はまた、駆動要素６０の構成要素の位置に関してフィードバックを提供するために使用され得る、１つまたはそれを上回る位置センサ９０と関連付けられることもできる。位置センサ９０は、モータ７０Ａが整流するにつれて回転を感知し得る、モータエンコーダであることができる。位置センサ９０からのフィードバックは、例えば、アーム３２内の好適なケーブルまたは配線１９（図３）を介して、もしくは無線通信を通して、駆動構成要素３４から遠隔の場所に通信されてもよい。任意の好適な種々の位置センサ９０が、使用されてもよい。例えば、位置センサ９０がモータエンコーダである場合、光学、磁気、または容量性種類等の任意の好適な種々のエンコーダが、使用されてもよい。他の構成では、駆動要素６０は、加えて、または代替として、例えば、電位差計と関連付けられてもよい。なおも他の構成では、ナット７６は、その進行が、ホール効果センサ、ホール効果センサアレイ等の１つまたはそれを上回る磁気センサを含む、位置センサ９０によって監視される、磁石を含んでもよい。
ここで図１７Ａを参照すると、システム１１００は、障壁２４を通して相互と係合され得る、駆動構成要素３４およびマニピュレータ３６を含むことができる。システム１１００はさらに、マニピュレータ筐体７８を通して被操作構成要素３８に進入し得る、ユーティリティ構成要素５４を含むことができる。ユーティリティ構成要素５４は、例えば、機械的制御、光透過、情報伝送、流体伝送、および／または電力もしくはデータ伝送構成要素であってもよい。示されるように、ユーティリティ構成要素５４は、障壁２４を通過せず、完全に障壁２４の１つの側面上で描写されている。障壁２４が無菌障壁としての役割を果たす構成では、ユーティリティ構成要素５４は、無菌環境内で事前にパッケージ化されてもよい。例えば、ユーティリティ構成要素５４は、アセンブリが無菌パッケージの中に包装されることができる、マニピュレータ３６と、被操作構成要素３８とを含み得る、アセンブリの一部として含まれてもよい。代替として、ユーティリティ構成要素５４は、その独自の無菌パッケージの中に個別に包装されてもよい。ユーティリティ構成要素５４は、ユーティリティ構成要素５４のタイプに応じて異なり得る、供給源５５に接続されることができる。ユーティリティ構成要素５４が機械的制御構成要素である構成では、供給源５５は、運動生成要素であってもよい。ユーティリティ構成要素５４が流体伝送構成要素であることができる構成では、供給源５５は、潅注ポンプ、または吹送ガス供給源／リザーバであってもよい。ユーティリティ構成要素５４が光透過構成要素である構成では、供給源５５は、例えば、光ファイバ線用の光源であってもよい。ユーティリティ構成要素５４が電力伝送構成要素である構成では、供給源５５は、電源出力、バッテリもしくはバッテリバンク、または他の電源であってもよい。ユーティリティ構成要素５４がデータ伝送構成要素である構成では、供給源５５は、例えば、手術道具５２、例えば、限定されないが、撮像装置にデータを送信し、そこからデータを受信し得る、プロセッサであってもよい。
ここで主に図１７Ｂを参照すると、システム１２００は、障壁２４を通して相互と係合され得る、駆動構成要素３４およびマニピュレータ３６を含むことができる。いくつかの構成では、駆動要素６０は、油圧で駆動される。システム１２００は、マスタシリンダ７０Ｄに取り付けられ得る、モータアセンブリ７０を含むことができるが、それを含むことに限定されない。マスタシリンダ７０Ｄは、油圧管路７０Ｅと連通することができる。油圧管路７０Ｅは、マスタシリンダ７０Ｄからスレーブシリンダ７０Ｆまで延在することができる。モータアセンブリ７０がピストン７０Ｇを変位させると、ピストン７０Ｇは、油圧管路７０Ｅの中の流体を変位させてもよい。これは、ひいては、スレーブピストン７０Ｈの変位を引き起こすことができる。システム１２００では、スレーブピストン７０Ｈは、マニピュレータ筐体７８の中へ延在し、被駆動要素６２の変位を引き起こし得る、突起９２を含むことができる。モータアセンブリ７０およびマスタシリンダ７０Ｄは、例えば、被駆動構成要素３４のサイズを縮小するとともに、熱管理を単純化するように、被駆動構成要素３４から遠隔に位置することができる。モータアセンブリ７０およびマスタシリンダ７０Ｄは、任意の好適な場所に置かれてもよい。いくつかの構成では、任意のモータアセンブリ７０およびマスタシリンダ７０Ｄが、基部３０（図３）の中に置かれてもよい。マスタシリンダ７０Ｄからの１つまたは複数の油圧管路７０Ｅは、例えば、アーム３２（図３）に沿って、１つまたは複数のスレーブシリンダ７０Ｈまで延在してもよい。
ここで主に図１８を参照すると、駆動構成要素３４は、モータアセンブリ７０を含むことができる。モータアセンブリ７０は、駆動構成要素３４の遠隔にある場所から給電され、命令されてもよい。例えば、コントローラ１５（図３）の基部３０（図３）からの電力およびコマンドは、アーム３２（図３）内の種々のケーブルまたは配線１９（図３）を介して駆動構成要素３４に通信されてもよい。各モータアセンブリ７０はまた、モータアセンブリ７０のモータが整流するにつれて回転を感知する、モータエンコーダ９０Ａと関連付けられることもできる。モータエンコーダ９０Ａからのフィードバックは、例えば、アーム３２（図３）内の好適なケーブルまたは配線１９（図３）を介して、駆動構成要素３４から遠隔の場所に通信されてもよい。モータアセンブリ７０は、駆動構成要素３４のサイズを最小限にするように第１のデッキ７１Ａの上方に位置付けられ得る、第１のデッキ７１Ａおよび第２のデッキ７１Ｂの中へ配列されることができる。駆動構成要素３４は、例えば、限定されないが、いくつかの第１の突起９２Ａならびにいくつかの第２の突起９２Ｂを含むことができる。モータアセンブリ７０が給電されると、各モータアセンブリ７０によって制御される第１の突起９２Ａおよび第２の突起９２Ｂは、変位されてもよい。いくつかの構成では、各第１の突起９２Ａおよび各第２の突起９２Ｂは、個々のモータアセンブリ７０によって駆動されることができる。他の構成では、１つのモータアセンブリ７０は、複数の第１の突起９２Ａおよび複数の第２の突起９２Ｂ（例えば、好適なギヤリング配列を用いて）を駆動してもよい。例えば、いくつかの構成では、１つのモータアセンブリ７０は、同一または反対方向に等しく変位するように２つの突起９２Ａ、９２Ｂを駆動するために、使用されてもよい。これは、別のアクチュエータ（例えば、図４Ｂの５４Ａ参照）が中または外に巻取されるのと同一の速度で、１つのアクチュエータ（例えば、図４Ｂの５４Ａ参照）が引動もしくは巻取され得ることを確実にすることに役立つであろうため、引張ワイヤ等のアクチュエータ５４Ａ（図４Ｂ）が被操作構成要素３８（図１６）を作動させるために使用される、構成において望ましくあり得る。
ここで主に図１９を参照すると、モータアセンブリ７０および駆動要素６０が示されている。駆動要素６０は、駆動ねじ７４とインターフェースをとり得る、駆動ねじ７４およびナット７６を含むことができる。駆動ねじ７４は、概して、モータアセンブリ７０と同軸であり得る。モータアセンブリ７０は、ねじ７４を駆動することができ、駆動ねじ７４の回転は、ナット７６を駆動ねじ７４に沿って進行させることができる。突起９２は、駆動要素６０において生成される力が駆動ねじ７４およびモータアセンブリ７０に対して軸を外れて伝達され得るように、成形されることができる。示される具体的構成では、突起９２は、モータアセンブリ７０および駆動ねじ７４の軸と実質的に平行である軸に沿って、力を及ぼすことができる。突起９２は、各ナット７６の一体部分であることができる、または突起９２は、ナット７６のそれぞれの上に結合される別個の構成要素であることができる。突起９２はまた、モジュール様式で各ナット７６に取り付けられてもよい。例えば、ナット７６が２つの被駆動要素６２を駆動する場合、付加的突起９２が、ナット７６に結合されてもよい（またはナット７６にすでに取り付けられている突起９２に結合されてもよい）。ナット７６は、軸受に沿って乗設してもよい。例示的構成では、ナット７６はそれぞれ、ナット７６に取り付けられるか、または例えば、その一体部分としてのいずれかで、少なくとも１つの軸受サドル９６を有することができる。ナット７６は、例えば、限定されないが、ナット７６に結合された２つのサドル９６を有することができる。負荷センサ９８が、各モータアセンブリ７０と関連付けられる負荷経路の中に置かれてもよい。負荷センサ９８は、例えば、限定されないが、ロードセル、歪みゲージ、または本明細書に説明される負荷センサ９８構成のうちのいずれかであってもよい。負荷センサ９８は、被操作構成要素３８（図１６）に伝達されている力の量についての情報を提供することができる。負荷センサ９８はさらに、本明細書の他の場所で説明される。
ここで主に図２０を参照すると、駆動構成要素３４は、駆動構成要素筐体７２の一部が除去された状態で描写されている。ナット７６の軸受サドル９６はそれぞれ、直線運動軸受９４に沿って進行することができる。直線運動軸受９４は、ダブテールスライド軸受であることができるが、そうであることに限定されない。ナット７６は、駆動構成要素３４の動作中に相互に接触および／または干渉しないように、直線運動軸受９４の上で離間されることができる。駆動構成要素３４用の直線運動軸受９４は、駆動構成要素３４の縦寸法を縮小するように、内側直線運動軸受および外側直線運動軸受を含むことができる。いくつかの構成では、直線運動軸受９４は、２対の外側および内側軸受を含んでもよい。外側および内側軸受は、相互と平行であり得る。各軸受は、２つのナット７６によって共有されることができる。したがって、構成は、８つのナット７６に適応するが、直線運動軸受９４の縦寸法は、それらの間に十分な間隔を伴って２つのナット７６に適応するために必要なものよりも大きくなる必要はない。突起９２Ａ、９２Ｂの間の内側距離９３は、マニピュレータ３６（図１６）の占有面積を縮小するように最小限にされることができる。第１の突起９２Ａおよび第２の突起９２Ｂはそれぞれ、「Ｌ」字形であり得る。「Ｌ」字形の脚部９９は、垂直スパン１０１が所望の平面内で整合され得るように定寸されることができる。突起９２Ａ、９２Ｂの形態は、構成によって異なり得る。例えば、屈曲部を含む、または「Ｌ」を形成する代わりに、突起９２Ａ、９２Ｂは、ナット７６の本体からある角度で延在してもよい。角度は、ナット７６から力が伝達され得る軸までの直線経路を可能にすることができる。弧状または「Ｓ」字形、および他の非直線突起９２Ａ、９２Ｂもまた、使用されてもよい。他の構成、例えば、ナット７６上の突起９２Ａおよび９２Ｂの数が１を上回るものでは、全ての突起９２Ａ、９２Ｂが、同一の平面上で整合されなくてもよい。代わりに、単一のナット７６に接続された突起９２Ａ、９２Ｂが、例えば、平行面上にあってもよい。
ここで主に図２１を参照すると、モータアセンブリ７０および駆動要素６０の代替例示的構成が示されている。ナット７６の進行を誘導し得る、直線運動軸受９４（図２０）の構成は、第１の線形針軸受アセンブリ９１Ａおよび第２の線形針軸受アセンブリ９１Ｂであることができる。線形針軸受アセンブリ９１Ａ、９１Ｂは、高度に剛性であり得、力を軸外場所に伝達する突起９２を有するナット７６とともに存在し得る、高モーメント負荷を受けることが可能であり得る。線形針軸受アセンブリ９１Ａ、９１Ｂはそれぞれ、例えば、限定されないが、「Ｖ」字形であり得、線形針軸受９１Ａ、９１Ｂのローラケージ７１Ｄ（図２３）のための配線路としての役割を果たし得る、内面７９Ａを含む、筐体７９を有することができる。他の構成では、線形針軸受アセンブリ９１Ａ、９１Ｂの別の構成要素は、筐体７９の代わりに配線路を提供してもよい。筐体７９の外面７９Ｂは、線形針軸受アセンブリ９１Ａ、９１Ｂがコンパクトであることを可能にするように弧状であり得る、または丸みを帯び得る。ナット７６は、線形針軸受アセンブリ９１Ａ、９１Ｂの間で定位置に保持されることができる。第１の線形針軸受アセンブリ９１Ａと第２の線形針軸受アセンブリ９１Ｂとの間の間隙７９Ｃは、突起９２がナット７６から離れて延在し、力を所望の軸に伝達することを可能にすることができる。所望の軸は、それに沿って被駆動要素６２（図１６）が変位され得る軸であることができる。進行リミッタ５７（図２３）が、所定の範囲外のナット７６の移動を防止するように、線形針軸受アセンブリ９１Ａ、９１Ｂに含まれてもよい。進行リミッタ５７（図２３）は、種々の構成においてナット７６の進行を阻止する壁等の機械的停止部であってもよい。
ここで主に図２２を参照すると、Ｉ−Ｉ（図２１）において得られた内側断面が示されている。種々の異なる突起９２のうちのいずれかとともに使用され得るように構築されることができる、ナット７６が含まれる。具体的には、ナット７６は、その中へ突起９２が結合され得る、受容特徴７５を含むことができる。種々の異なる突起９２はそれぞれ、受容特徴７５内に嵌合し得る一部を含んでもよい。所望の突起９２は、例えば、限定されないが、締結具７７を介してナット７６に除去可能に結合されることができる。任意の好適な締結具７７が使用されてもよい。代替構成では、突起９２は、除去可能に結合される必要はなく、ナット７６に超音波溶接、溶剤接着、糊着、または別様に恒久的に取り付けられてもよい。駆動要素６０の負荷経路内の負荷を測定し得る負荷センサ９８もまた、図２２に含まれる。
ここで主に図２３を参照すると、いくつかの線形針軸受アセンブリ９１Ａ、９１Ｂの分解図が示されている。線形針軸受アセンブリ９１Ａ、９１Ｂは、筐体７９を含むことができる。筐体７９の外面７９Ｂは、弧状であり得る、または丸みを帯び得る。第１の陥凹７９Ｄおよび第２の陥凹７９Ｅは、外面７９Ｂに含まれることができ、線形針軸受アセンブリ９１Ａ、９１Ｂが完全に組み立てられるときに２つの筐体７９を保持し得る、保定装置７９Ｆと協働するように定寸されることができる。例示的構成では、保定装置７９Ｆは、保定リングまたは任意の他の好適な保定装置７９Ｆ、例えば、限定されないが、Ｃクリップ、ピン、および／もしくはねじ山付き締結具であることができるが、そうであることに限定されない。内面７９Ａは、ほぼ「Ｃ」字形であることができるが、そうであることに限定されず、線形針軸受アセンブリ９１Ａ、９１Ｂの針軸受７１Ｃのための配線路としての役割を果たすことができる。線形針軸受アセンブリ９１Ａ、９１Ｂはそれぞれ、例えば、１２個の針軸受７１Ｃを含むことができる。線形針軸受アセンブリ９１Ａ、９１Ｂ内の線形針軸受７１Ｃの数は、針軸受７１Ｃのサイズおよび針軸受７１Ｃの上に存在することが予期される力に応じて、異なり得る。いくつかの構成では、針軸受７１Ｃは、直径が１〜２ｍｍであってもよく、１２個の針軸受７１Ｃが、１つの線形針軸受アセンブリ９１Ａ、９１Ｂにつき含まれてもよい。針軸受７１Ｃはそれぞれ、線形針軸受アセンブリ９１Ａ、９１Ｂが完全に組み立てられるときに針軸受ケージ７１Ｄの中で受容されてもよい。針軸受ケージ７１Ｄは、筐体７９の内面７９Ａに対して嵌合し、針軸受７１Ｃが内面７９Ａを配線路として利用することを可能にするように、成形されることができる。
図２３を参照し続けると、ナット７６は、第１の部分７６Ａと、第２の部分７６Ｂとを含むことができる。第１の部分７６Ａおよび第２の部分７６Ｂは、組み立てられたときにともに結合してもよい。代替構成では、ナット７６は、単一のモノリシック構成要素であってもよい。ナット７６は、線形針軸受９１Ａ、９１Ｂが完全に組み立てられるときに、針軸受ケージ７１Ｄがナット７６の周囲で嵌合することを可能にするように成形されてもよい。例示的構成では、ナット７６の第１の部分７６Ａは、針軸受ケージ７１Ｄの「Ｃ」様形状に適応するように、かつ針軸受７１Ｃがナット７６の第１の部分７６Ａの外部を案内溝として使用することを可能にするように、成形されることができる。第１の部分７６Ａは、断面が八角形であり得るが、そうであることに限定されない。ナット７６は、駆動ねじ７４の回転変位に応答して、平行移動して変位するように適合されてもよい。例示的構成では、第２の部分７６Ｂは、駆動ねじ７４と係合されてもよく、第２の部分７６Ｂは、平行移動して変位させられてもよい。第２の部分７６Ｂが第１の部分７６Ａに取り付けられるとき、ナット７６が変位してもよい。第２の部分７６Ｂは、使用されている駆動ねじ７４のタイプに応じて異なり得る。例えば、第２の部分７６Ｂは、ボールネジが使用される場合にボールナットであってもよい。送りねじが使用される場合、第２の部分７６Ｂは、分割ナット、ハーフナット、または他の好適なタイプのナットであってもよい。代替として、第２の部分７６Ｂは、駆動ねじ７４上に螺合され得る、ねじ山付き受容特徴を含んでもよい。
なおもさらに図２３を主に参照し続けると、針軸受ケージ７１Ｄはそれぞれ、スロット７１Ｅを含むことができる（線形針軸受アセンブリ９１Ａのスロット７１Ｅのみが図２３で可視的である）。スロット７１Ｅは、第１の部分７６Ａから延在する進行リミッタ５７と協働することができる。進行リミッタ５７は、例えば、限定されないが、第１の部分７６Ａから外向きに延在し得る、突起または隆起であることができる。完全に組み立てられたとき、進行リミッタ５７は、スロット７１Ｅの中へ延在する。ナット７６が線形針軸受アセンブリ９１Ａ、９１Ｂ内で進行するとき、進行リミッタ５７は、所定の範囲を越えた移動から、その中に着座された針軸受ケージ７１Ｄおよび針軸受７１Ｃを妨げることができる。例えば、進行リミッタ５７は、針軸受ケージ７１Ｄおよび針軸受７１Ｃが筐体７９から外へ進行しないように防止するために採用されてもよい。進行リミッタ５７によって可能にされる変位範囲の終端で、進行リミッタ５７は、スロット７１Ｅの縁に対して当接してもよい。本時点で、針軸受ケージ７１Ｄおよび針軸受７１Ｃは、その方向にさらに変位することが不可能であり得、進行は、機械的停止部を用いて効果的に限定されるであろう。スロット７１Ｅの長さは、実質的に平等であり得るが、そうであることに限定されない。代替構成では、進行リミッタ５７は、ナット７６上に含まれなくてもよいが、筐体７９上に含まれてもよい。例えば、いくつかの構成では、進行リミッタ５７としての役割を果たすことができる隆起は、内面７９Ａからスロット７１Ｅの中へ延在してもよい。他の構成では、内面７９Ａは、針軸受７１Ｃおよび針軸受ケージ７１Ｄの変位範囲を限定することができる、１つまたはいくつかの隆起特徴を含んでもよい。線形針軸受アセンブリ９１Ａ、９１Ｂが駆動ねじ７４の軸を中心として回転しないように防止するために、少なくとも１つのキー状特徴が、線形針軸受アセンブリ９１Ａ、９１Ｂの一方または両方の上に含まれてもよい。本キー特徴は、例えば、機械的干渉として作用する静止要素に遭遇するであろう、筐体７９から延在する突起であってもよい。代替として、静止要素からの突起は、線形針軸受アセンブリ９１Ａ、９１Ｂ内の受容構造の中へ延在してもよい。いくつかの構成では、回転は、ナット７６の受容構造７５内の切り欠き７５Ｂの中へ突起９２を嵌合することによって阻止されてもよい。
依然として図２３を参照すると、ナット７６は、種々の異なる突起９２のうちのいずれかとともに使用され得るように構築されることができる。具体的には、ナット７６は、その中へ突起９２が結合され得る、受容特徴７５を含むことができる。受容特徴７５は、ナット端７５Ａの中への陥凹であることができる。受容特徴７５はまた、突起９２が受容特徴７５の中へ結合されているときに突起９２の一部を収容するように切り欠き７５Ｂを含むこともできる。突起９２を受容特徴７５の中へ結合するための任意の好適な方法が、使用されてもよい。締結具７７（図２２）が、いくつかの構成で使用されてもよい。代替として、突起９２は、受容特徴７５の中へ恒久的に結合されてもよい。
ここで主に図２４を参照すると、駆動要素６０は、電気油圧で動作されることができる。駆動要素６０は、例えば、限定されないが、油圧式スレーブシリンダ７０Ｆを含むことができる。スレーブシリンダ７０Ｆは、突起９２の変位を引き起こすように変位され得る、ピストン７０Ｈ（図１７Ｂ参照）を含むことができる。突起９２は、被操作構成要素３８（図１７Ｂ）の特徴を作動させるように被駆動要素６２（図１７Ｂ）に作用してもよい。スレーブピストン７０Ｈは、少なくとも１つの直線運動軸受９４によって誘導されてもよい。限定されないが、図２３および本明細書の他の場所で説明されるもの等の任意の好適な直線運動軸受９４が使用されてもよい。突起９２は、いくつかの構成では、スレーブピストン７０Ｈ（図１７Ｂ）の一体部分であってもよい。代替構成では、スレーブピストン７０Ｈ（図１７Ｂ）は、種々の異なる突起９２のうちのいずれかとともに使用され得るように構築されてもよい。具体的には、スレーブピストン７０Ｈ（図１７Ｂ）は、その中へ突起９２が結合され得る、（図２３の受容特徴７５に類似する）受容特徴を含むことができる。いくつかの構成では、介入本体（図示せず）が、スレーブピストン７０Ｈ（図１７Ｂ）と突起９２との間に含まれてもよい。そのような構成では、変位が、介入本体を通して突起９２に伝達されてもよい。油圧式マスタシリンダ７０Ｄが、含まれることができ、油圧管路７０Ｅを通してスレーブシリンダ７０Ｆを駆動することができる。油圧式マスタシリンダ７０Ｄは、モータアセンブリ７０によって駆動されることができる。モータアセンブリ７０は、マスタシリンダ７０Ｄ内のピストン７０Ｇ（図１７Ｂ参照）の変位を引き起こしてもよい。ピストン７０Ｇ（図１７Ｂ）が変位されるとき、マスタシリンダ７０Ｄおよびスレーブシリンダ７０Ｆが油圧管路７０Ｅを介して接続されるため、油圧式スレーブシリンダ７０Ｆ内のスレーブピストン７０Ｈ（図１７Ｂ）が、その結果として、変位されてもよい。変位を監視するために、位置センサ９０は、モータアセンブリ７０または駆動要素６０の一部等の別の構成要素と関連付けられてもよい。少なくとも１つの圧力センサ７０Ｉもまた、油圧管路７０Ｅ内の圧力を監視するために含まれてもよい。
ここで図２５を参照すると、モータアセンブリ７０は、駆動ねじ７４Ａ用のモータ７０Ａ、ギヤヘッド７０Ｂ、および軸受７０Ｃを含むことができる。駆動ねじ７４Ａの回転は、ひいては、ナット７６Ａの平行移動変位を引き起こしてもよい。ナット７６Ａは、マスタシリンダピストン７０Ｇと連携して移動してもよい。いくつかの構成では、マスタシリンダピストン７０Ｇおよびナット７６Ａは、相互に結合されてもよい。マスタシリンダピストン７０Ｇが変位するとき、取り付けられた油圧管路７０Ｅ内の流体も変位されてもよい。マスタシリンダピストン７０Ｇのヘッド７０Ｊは、いくつかの密閉部材７０Ｋ、例えば、限定されないが、流体が油圧管路７０Ｅから逃散しないことを確実にし得る、Ｏリングまたは類似ガスケット部材を含むことができる。圧力タップ７０Ｌが、少なくとも１つの圧力センサ７０Ｉに至る配線７０Ｍに取り付けられることができる。圧力センサ７０Ｉは、圧力タップ７０Ｌおよび配線７０Ｍを介して、油圧管路７０Ｅ内の圧力に関連するデータを収集してもよい。少なくとも１つの圧力センサ７０Ｉからのデータは、フィードバックとしてコントローラに提供されてもよい。
主に図２６を参照すると、負荷センサ９８（図２０）は、駆動構成要素３４（図２０）内の各モータ７０（図２０）と関連付けられてもよい。負荷センサ９８（図２０）は、種々の従来の負荷センサタイプのうちのいずれかであってもよい。代替として、負荷センサ９８（図２０）は、例えば、負荷経路から遠隔にあり、物理的に単離されることができる、電気構成要素を有してもよい。負荷センサ９８（図２０）は、例えば、負荷に比例して変形または変位することができる、負荷経路の中に配置される機械構成要素１５０を含んでもよい。本変形は、ひいては、負荷経路から遠隔に位置する負荷センサ９８（図２０）の電気構成要素によって感知または監視されてもよい。機械構成要素１５０は、変形可能本体１５２Ａであり得る、柔軟部材を含むことができるが、それを含むことに限定されない。変形可能本体１５２Ａは、第１の端部１５１Ａと、第２の端部１５１Ｂとを有してもよい。図２６に示される例示的変形可能本体１５２Ａは、無負荷である。変形可能本体１５２Ａは、例えば、「Ｓ」ビームとして成形されることができる。他の構成では、変形可能本体１５２Ａの形状は、任意の形状または構成であってもよい。機械構成要素１５０は、随意に、変形可能本体１５２Ａの任意の変形を増幅することができる、突起またはフラグ１５４を含んでもよい。突起１５４は、変形可能本体１５２Ａ上に結合されてもよい、または変形可能本体１５２Ａの一体部分であってもよい。
主に図２７を参照すると、負荷１５６が第１の端部１５１Ａおよび第２の端部１５１Ｂのうちの少なくとも１つに印加されるとき、変形可能本体１５２Ａの少なくとも一部は、その無負荷形状（例えば、図２６参照）から歪曲することができる。変形可能本体１５２Ａの形状は、歪曲が生じることが所望される場所、または変形可能本体１５２Ａが歪曲するであろうことがどのように所望されるかに基づいて、選定されてもよい。横断部品１５３Ａは、負荷１５６を受けて歪曲することができる。より具体的には、第１の端部１５１Ａおよび第２の端部１５１Ｂに対する横断部品１５３Ａの角度１５３Ｂが、変更されることができる。歪曲の量は、機械構成要素１５０に印加されている負荷１５６を判定するように感知または監視されてもよい。
依然として図２７を参照すると、変形可能本体１５２Ａ上の負荷１５６の種々の範囲について生じ得る歪曲の量は、変形可能本体１５２Ａの形状および／または構造を改変することによって、制御されてもよい。いくつかの構成では、変形可能本体１５２Ａが、負荷条件の第２の範囲とは対照的に、負荷の第１の範囲の下で、より多くの量またはより大きい割合で変形することが望ましくあり得る。例えば、変形可能本体１５２Ａが、高負荷条件よりも低負荷条件下で、より多くの量またはより大きい割合で歪曲することが所望され得る。これは、変形可能本体１５２Ｂが、所与のデバイスにおいて予期され得る負荷条件下で、より多くの量で変位することを可能にし得る。具体的構成では、変形可能本体１５２Ａは、負荷１５６の第１の範囲が０〜５０ポンドの負荷を含み得るように、構築されることができる。負荷１５６の第２の範囲は、例えば、５０ポンドを上回る任意の負荷１５６を含むことができる。負荷１５６の第１の範囲では、変形可能本体１５２Ａは、負荷１５６に比例して自由に歪曲してもよい。負荷１５６の第２の範囲では、変形可能本体１５２Ａは、歪曲に対してより弾性であり得る、またはた実質的に歪曲することが不可能であり得る。
ここで図２８Ａを参照すると、機械構成要素１５０Ｂは、横断部品１５３Ａに向かって延在し得る停止突起１５３を含み得る、変形可能本体１５２Ｃを含むことができる。負荷１５６が変形可能本体１５２Ｃ上で増加すると、停止突起１５３と横断部品１５３Ａとの間の間隙１５３Ｄは、縮小することができる。最終的に、横断部品１５３Ａは、停止突起１５３に接触し、負荷１５６が増加するにつれて継続的変位を阻止されるであろう。本接触が起こり得る負荷１５６の量は、第１の負荷範囲の上限であってもよい。いくつかの具体的構成では、接触が起こる負荷１５６の量は、例えば、限定されないが、５０ポンドであることができる。接触が起こる負荷の量は、変形可能本体１５２Ｃの構造、材料、および幾何学形状に基づいて制御されることができる。変形可能本体１５２Ｃは、したがって、変形可能本体１５２Ｃの歪曲が、低負荷条件で、または負荷の第１の範囲内で、負荷１５６のより高い分解能を提供することができるように、構築されてもよい。標的分解能は、例えば、限定されないが、０．１ポンド未満であることができる。いくつかの構成では、負荷条件の第１の範囲内の標的分解能が、０．１ポンド未満であってもよい一方で、機械構成要素１５０Ｂは、負荷条件の第２の範囲内のより２進型のインジケーションを提供してもよい。例えば、負荷条件の第２の範囲内で、機械構成要素１５０Ｂは、印加される負荷１５６の量が第２の範囲内であるかどうかの「はい」または「いいえ」のインジケーションを提供する役割を果たしてもよい。
主に図２８Ｂを参照すると、機械構成要素１５０Ｃは、停止突起１５３（図２８Ａ）の代わりに、ねじ山付き挿入物１６６Ａを含むことができる。ねじ山付き挿入物１６６Ａは、間隙１５３Ｄのサイズを改変するように、変形可能本体１５２Ｄから外へ所望の量で前進または後退されてもよい。ねじ山付き挿入物１６６Ａの移動は、停止部１６６Ｅが遭遇されることができる点を変化させてもよく、停止部１６６Ｅが遭遇される前に必要な力を改変してもよい。したがって、負荷範囲は、融通性があり、おそらく、例えば、ユーザ定義されてもよい。ねじ山付き挿入物１６６Ａおよび／または変形可能本体１５２Ｄは、所望の範囲を画定することを促進するように、停止部１６６Ｅが接触されるであろう負荷１５６の量を示すことができる、マーキング１６６Ｇを含んでもよい。例示的構成では、示されるねじ山付き挿入物１６６Ａは、圧縮停止部を提供する。
ここで図２８Ｃを参照すると、機械構成要素１５０Ｄは、張力停止部を提供するようにねじ山付き挿入物１６６Ａを含むことができる。ねじ山付き挿入物１６６Ａは、変形可能本体１５２Ｅを通して挿入され、静止要素１６６Ｈの中へ係留されてもよい。これは、螺合係合を用いて達成されてもよい。ねじ山付き挿入物１６６Ａはまた、部分的または完全に螺合されてもよい、もしくは全く螺合されなくてもよいが、代わりに、静止要素１６６Ｈに接着／溶接されてもよい、または固定、締まり嵌め、もしくは任意の他の配列を用いて静止要素１６６Ｈに結合されてもよい。ねじ山付き挿入物１６６Ａは、間隙１５３Ｅがゼロまで縮小し、変形可能本体１５２Ｅがねじ山付き挿入物１６６Ａのヘッドまたは停止部１６６Ｅに遭遇するまで、変形可能本体１５２Ｅの歪曲に影響を及ぼさなくてもよい。
ここで図２８Ｄを参照すると、変形可能本体１５２Ｅは、張力１５６が機械構成要素１５０Ｅの中に印加されるときに歪曲してもよい。変形可能本体１５２Ｅの第１の端部１５１Ａおよび第２の端部１５１Ｂに対する横断部品１５３Ａの角度１５３Ｂ（図２７）は、変更されてもよい。張力を印加することは、変形可能本体１５２Ｅを伸張および伸長させることができる。ねじ山付き挿入物１６６Ａが静止要素１６６Ｈに固定して結合されることができるため、変形可能本体１５２Ｆは、変形可能本体１５２Ｅの第１の端部１５１Ａがねじ山付き挿入物１６６Ａのヘッド１６６Ｅに当接するまで、張力によって伸張されるのみであってもよい。
ここで図２８Ｅを参照すると、変形可能本体１５２Ｇが歪曲し得る様式もまた、変形可能本体１５２Ｇの形状による影響を受け得る。いくつかの構成では、変形可能本体１５２Ｇは、駆動システムの一部の振れに起因して変位し得る、駆動システムの構成要素に結合または搭載されてもよい。振れの任意の影響を軽減するため、またはより寛大な振れ公差を可能にするために、機械構成要素１５０Ｆは、二次軸を中心とした任意の回転に起因して、または駆動シャフトの任意の他の回転偏心の結果として、変位する低い傾向を有するように、構築されてもよい。変形可能本体１５２Ｇは、変形可能本体１５２Ｇを通して陥凹状である、または切り抜かれるチャネル１６４によって画定され得る、いくつかの薄くなったスパン１６２を含むことができる。変形可能本体１５２Ｇの外側部分１６３は、比較的厚く、振れに起因する歪曲に対するバットレスとしての役割を果たすことができる。変形可能本体１５２Ｇの外側部分１６３はまた、ねじ山付き挿入物１６６Ａ（図２８Ｄ）を受け入れる役割を果たしてもよい。変形可能本体１５２Ｇの少なくとも１つの側面は、間隙１６８を含むことができる。変形可能本体１５２Ｇの形態およびチャネル１６４ならびに薄くなったスパン１６２の配列は、変形可能本体１５２Ｇを望ましくない歪曲に対して弾性にさせるように選択されてもよい。いくつかの構成では、変形可能本体１５２Ｇの形態およびチャネル１６４ならびに薄くなったスパン１６２の配列は、変形可能本体１５２Ｇを、概して、いくつかの４本バー連結部として挙動させることができる。そのような平行四辺形フレーム構成は、望ましくない変形に対して変形可能本体１５２Ｇを強化してもよい。付加的チャネル１６４および薄くなった区分１６２は、所与の負荷によって引き起こされる歪曲の量を増加させるように追加されてもよい。機械構成要素１５０Ｆはまた、停止表面１６６を含むこともできる。変形可能本体１５２Ｇが圧力を受けて歪曲されるとき、停止表面１６６と変形可能本体１５２Ｇの残りの部分との間の間隙１６８は、接触が停止表面１６６と行われるまで縮小することができる。停止表面１６６は、変形可能本体１５２Ｇ上の負荷が所望の量に達するときに、変形可能本体１５２Ｇの歪曲を限定または防止することができる。機械構成要素１５２Ｇは、例えば、限定されないが、負荷の第２の範囲よりも負荷の第１の範囲に応答することができる。停止表面１６６は、ねじ山付き挿入物１６６Ａ（図２８Ｄ）と置換される、またはそれを補充されてもよい。フラグまたは突起１５４を含む構成では、突起１５４は、変形可能本体１５２Ｇの歪曲の所望の量の増幅を生成するように定寸されてもよい。負荷１５６（図２８Ｄ）が存在するとき、変形可能本体１５２Ｇの最も遠位にある突起１５４の一部の上の点の変位は、その無負荷位置に対する突起１５４のラジアン角で乗算された突起の長さにほぼ等しいであろう。より長い突起１５４が、さらなる増幅を生成するために使用されてもよい。
ここで図２９を参照すると、負荷センサ９８Ａは、電気構成要素１６０Ａ、例えば、限定されないが、電位差計を含むことができる。電気構成要素１６０Ａが電位差計である場合、突起１５４が変位されるときに、ワイパが、抵抗を変化させて、電位差計の抵抗要素を横断して移動されることができる。抵抗を測定することによって、突起１５４の変位の量を判定することが可能である。変位の量が負荷１５６に比例するため、負荷センサ９８Ａは、測定された抵抗の値を使用して、負荷１５６を判定してもよい。
ここで図３０Ａを参照すると、負荷センサ９８Ｂは、電気構成要素１６０Ｂ、例えば、限定されないが、光学センサを含むことができる。任意の種々の光学センサ、例えば、限定されないが、レーザ変位センサが、使用されてもよい。代替として、カメラが、経時的に突起１５４の場所を監視して追跡するために使用されてもよい。いくつかの構成では、突起１５４は、基準参照１５７、例えば、限定されないが、突起１５４の変位の追跡、したがって、負荷１５６の判定を補助し得る、グリッドまたはパターン、カラーマーキング、もしくは同等物を含んでもよい。
ここで図３０Ｂを参照すると、負荷センサ９８Ｄは、電気構成要素１６０Ｅを含むことができる。電気構成要素１６０Ｅは、発光体１６０Ｆと、受光器１６０Ｇとを含んでもよい。発光体１６０Ｆは、機械構成要素１５０上の反射突起１５４Ａ上に光を照らしてもよい。反射突起１５４Ａは、発光体１６０Ｆから受光器１６０Ｇに光を反射してもよい。機械構成要素１５０上の負荷１５６が変化すると、反射突起１５４Ａの配向も変化してもよい。結果として、反射突起１５４Ａから反射される光は、受光器１６０Ｇの異なる部分に反射されてもよい。発光体１６０Ｆは、例えば、１つまたはそれを上回るレーザもしくは集中光ビームエミッタを含んでもよい。反射突起１５４Ａは、発光体１６０Ｆからの光が投影されることができる、明るい色の表面または鏡面を含んでもよい。受光器１６０Ｇは、光学センサ等の反射受光器であり得る、１つの受光器１６０Ｇまたは受光器１６０Ｇのアレイを含んでもよい。機械構成要素１５０が負荷１５６に比例して歪曲すると、反射光の場所および／または強度が追跡されてもよく、したがって、負荷１５６の判定が行われてもよい。
ここで図３０Ｃを参照すると、負荷センサ９８Ｅは、電気構成要素１６０Ｈを含むことができる。電気構成要素１６０Ｈは、光源１６０Ｉと、光学センサ１６０Ｊとを含んでもよい。光学センサ１６０Ｊは、例えば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳチップを有するカメラを含んでもよい。光源１６０Ｉは、突起１５４の一部を照射することができる光を生成してもよい。光学センサ１６０Ｊは、突起１５４の影が光学センサ１６０Ｊの視野内に入るように置かれてもよい。影の位置は、光学センサ１６０Ｊによって追跡されてもよく、したがって、負荷１５６の判定が行われてもよい。いくつかの構成では、光源１６０Ｉが、突起１５４の１つの側面上に置かれてもよい一方で、光学センサ１６０Ｊは、突起１５４の反対側に置かれてもよい。代替として、または加えて、突起１５４は、光源１６０Ｉからの光が通過し得る、１つまたはそれを上回るスリット、スロット、空隙、開口、もしくは同等物１５４Ｂを含んでもよい。突起１５４が機械構成要素１５０上の負荷１５６に比例して変位すると、スリット１５４Ｂが場所を変化させてもよい。光学センサ１６０Ｊは、機械構成要素１５０の歪曲の量を判定するように、突起１５４の影の場所の代わりに、またはそれに加えて、スリット１５４Ｂの場所を監視してもよい。歪曲は、機械構成要素１５０上の負荷１５６を判定するように分析されてもよい。
ここで図３１Ａを参照すると、負荷センサ９８Ｃは、電気構成要素１６０Ｃ、例えば、限定されないが、ホール効果センサまたはホール効果センサアレイ等の磁気センサを含むことができる。そのような構成では、少なくとも１つの磁石１５８、例えば、限定されないが、ネオジム希土類磁石が、突起１５４に取り付けられてもよい、または埋め込まれてもよい。電気構成要素１６０Ｃがホール効果センサを含む構成では、突起１５４が変位するとき、ホール効果センサは、少なくとも１つの磁石１５８の磁場によって生成されるホール電圧に基づいて、突起１５４の位置を判定するために使用されてもよい。任意の数の他の感知配列、例えば、限定されないが、容量、超音波、および誘導感知が、使用されてもよい。
ここで図３１Ｂを参照すると、負荷センサ９８Ｆは、非接触センサを伴う電気構成要素１６０Ｋを含んでもよい。センサは、例えば、誘導または容量センサであってもよい。突起１５４が機械構成要素１５０上の負荷１５６に比例して変位すると、静電容量およびインダクタンスは、突起１５４の場所に基づいて予想通りに変化してもよい。静電容量およびインダクタンスの値は、突起１５４の場所、その結果として、機械構成要素１５０上の負荷１５６の量を判定するように監視されてもよい。
ここで主に図３２および３３を参照すると、機械構成要素１５０Ｈは、「Ｓ」ビーム１７０を含むことができる。突起１７４は、「Ｓ」ビーム１７０の中心横断部品１７２に結合されることができる。突起１７４は、任意の好適な様式で、例えば、限定されないが、締結具を介して、中心横断部品１７２に取り付けられてもよい。代替として、突起１７４は、「Ｓ」ビーム１７０の一部として一体的に形成されてもよい。「Ｓ」ビーム１７０に対する突起１７４の長さの比は、約３：１であることができるが、そうであることに限定されない。空隙１７６は、突起１７４が無負荷位置にあるときに、突起１７４に対して実質的に平行な方向に「Ｓ」ビーム１７０を通って延設することができる。空隙１７６は、駆動ねじ７４（図１６）または駆動要素６０（図１６）の他の部分を収容するように定寸されることができる。いくつかの構成では、空隙１７６は、モータアセンブリ７０（図１６）の少なくとも一部が空隙１７６の内側に置かれ得るように、定寸されてもよい。「Ｓ」ビーム１７０はまた、（本明細書の他の場所で説明される）停止突起１７５を含むこともできる。機械構成要素１５０Ｈはまた、ねじ山付き孔１７８Ａを伴う隆起プラトーを含み得るが、それを含むことに限定されない、搭載特徴１７８を含むこともできる。「Ｓ」ビーム１７０は、「Ｓ」ビーム１７０の任意の変位が「Ｓ」ビーム１７０と関連付けられる負荷経路内の負荷偏差の結果であることを確実にすることに役立つように、搭載特徴１７８を使用して、静止筐体（例えば、駆動構成要素筐体７２（図１８））に取り付けられることができる。他の構成では、搭載特徴１７８は、搭載ブラケットまたはレールであってもよい。他の構成では、複数の搭載特徴１７８が含まれてもよい。例えば、搭載特徴１７８は、「Ｓ」ビーム１７０の第１の面１７０Ａ（図３２）および第２の面１７０Ｂ（図３３）の両方の上に含まれてもよい。「Ｓ」ビーム１７０はまた、「Ｓ」ビーム１７０が、モータアセンブリ７０（図１６）、軸受（線形針軸受アセンブリ９１Ａ（図２１）および９１Ｂ（図２１）等）、または駆動要素６０（図１６）の他の部分に結合されることを可能にし得る、いくつかのねじ山付き孔１７９を含むこともできる。
ここで図３４を参照すると、図３３の領域Ｊの拡大図が描写されている。「Ｓ」ビーム１７０は、停止突起１５３を含むことができる。間隙１５３Ｄは、停止突起１５３と横断部品１７２との間に存在することができる。横断部品１７２は、「Ｓ」ビーム１７０の本体の最も近位にある、薄いまたは可撓性部分１８０を含むことができる。薄い部分１８０は、横断部品１７２の各端部に含まれてもよい。薄い部分１８０は、弾性的に変形可能な区画として作用することができる。構造強度のために、薄い部分１８０は、例えば、限定されないが、アーチ形の壁１８０Ａを有することができる。他の構成では、こうである必要はない。薄い部分１８０の場所および厚さは、「Ｓ」ビーム１７０が所与の負荷条件下で所望の変位挙動を有することに役立つように、選定されてもよい。加えて、「Ｓ」ビーム１７０のために選定される材料は、いくつかある特性の中でも、その弾性係数および降伏強度のために選択されてもよい。可能性として考えられる材料は、任意の金属、複合材料、およびプラスチック、マグネシウム、鋼鉄、アルミニウム、ならびにチタン等の他の材料を含むことができるが、それを含むことに限定されない。低い負荷が予想される用途では、プラスチックまたはマグネシウム等の材料が使用されてもよい。高負荷用途では、鋼鉄等の材料が使用されてもよい。他の用途では、アルミニウムまたはチタン等の材料が使用されてもよい。
主に図３５Ａを参照すると、機械構成要素１５０Ｉは、動作中の変形可能本体１７３上の振れの任意の影響を軽減するように設計され得る、変形可能本体１７３を含むことができる。変形可能本体１７３はまた、変形可能本体１７３が、静止筐体（例えば、駆動構成要素筐体７２（図１６））、関連付けられる駆動系用のモータアセンブリ７０（図３５Ｂ参照）、および／または軸受（例えば、線形針軸受９１Ａならびに／もしくは９１Ｂ（図２１））に取り付けられることを可能にし得る、いくつかの搭載点１８１を含むこともできる。空隙１７６は、モータアセンブリ７０（図３５Ｂ）が少なくとも部分的に変形可能本体１７３内に収納され得るように、定寸されることができる。加えて、空隙１７６は、駆動ねじ７４が変形可能本体１７３の中へ延在し、その中に収納されたモータアセンブリ７０（図３５Ｂ）と係合することを可能にするように、定寸されることができる。
依然として図３５Ａを参照すると、変形可能本体１７３は、それに結合され得る、フラグまたは突起１７４Ａを含むことができる。突起１７４Ａは、シュー１７５Ａの中に搭載されることができる。突起１７４Ａおよび／またはシュー１７５Ａは、機械構成要素１５０Ｉが組み立てられるときに、定位置で突起１７４Ａを位置付ける、ならびに／もしくは係止することに役立ち得る、戻り止めまたはステップ特徴を含んでもよい。代替構成では、シュー１７５Ａは、突起１７４Ａが、例えば、限定されないが、突起１７４Ａの軸１７５Ｃに沿って前後に摺動することを可能にすることができる。したがって、所与の負荷に対する突起１７４Ａ内の磁石１５８の変位量が、改変されることができる。突起１７４Ａがある位置まで摺動されたとき、１つまたはそれを上回る止めねじもしくは同等物が、定位置で突起１７４Ａを保持するために使用されてもよい。突起１７４Ａはまた、シュー１７５Ａの中にあるときに突起１７４Ａがわずかに圧縮されることを可能にし得る、切り抜き１７３Ａを含むこともできる。切り抜き１７３Ａは、シュー１７５Ａの中で受容される突起１７４Ａの区分が、シュー１７５Ａの壁１７５Ｄに対して力を及ぼし得る、ばねとして作用することを可能にすることができる。この力は、シュー１７５Ａの中で突起１７４Ａを保定することに役立ち得る。突起１７４Ａは、モータアセンブリ７０（図５）の後ろに、および／またはそれに沿って磁石１５８を置き、おそらく、空間の節約を可能にし得る、屈曲部１７５Ｅを含むことができる。屈曲部１７５Ｅは、突起１７４Ａを屈曲前部分１７４Ｆおよび屈曲後部分１７４Ｇに分割してもよい。必要であれば、ミューメタル等の磁気遮蔽材料が、モータアセンブリ７０（図１６）および／または突起１７４Ａの一部を遮蔽するように含まれてもよい。突起１７４Ａは、本明細書に説明される形状と異なり得る。突起１７４Ａの形状または形態は、種々の用途に存在し得る、任意の空間制約に最も良好に適合するように選定されることができる。
ここで図３５Ｂを参照すると、負荷センサ９８は、機械構成要素１５０Ｊと、電気構成要素１６０とを含むことができる。機械構成要素１５０Ｊ内の空隙１７６は、モータアセンブリ７０が少なくとも部分的に変形可能本体１７３内に収納され得るように定寸されることができる。モータアセンブリ７０は、搭載点１８１を介して機械構成要素１５０Ｊに取り付けられてもよい。加えて、空隙１７６は、駆動ねじ７４が変形可能本体１７３の中へ延在してモータアセンブリ７０と係合することを可能にするように定寸されることができる。フラグまたは突起１７４Ｂが変位されると、突起１７４Ｂに取り付けられた磁石１５８は、負荷センサ９８の電気構成要素１６０の一部として含まれるＰＣＢ２１０上に配列されたいくつかのホール効果センサ１６０Ｄの範囲内の経路に沿って掃引してもよい。ホール効果センサ１６０Ｄから提供されるデータは、磁石１５８の場所を判定するようにコントローラ１５（図１）によって処理されてもよい。磁石１５８の場所が機械構成要素１５０Ｊに印加される負荷１５６（図３１）の量に依存するため、位置データが、負荷１５６（図３１）の量を判定するために使用されることができる。ホール効果センサアレイから成る電気構成要素１６０は、２０１２年１２月２１日に出願された、Ｓｙｓｔｅｍ， Ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ Ｌｉｑｕｉｄ Ｄｅｌｉｖｅｒｙと題された米国特許公開第２０１３０１８４６７６号で説明されるものに類似し得る。
ここで図３５Ｃを参照すると、機械構成要素１５０Ｊは、変形可能本体１７３の中へ、またはそれを通って延在するねじ山付き挿入物であり得る、挿入物１６６Ａを含むことができる。機械構成要素１５０Ｊはまた、ねじ山付き挿入物１６６Ａ上にナット１６７等の調節可能スペーサを含むこともできる。ねじ山付き挿入物１６６Ａおよびナット１６７は、変形可能本体１７３の変形のための圧縮ならびに張力停止部を提供することができる。ねじ山付き挿入物１６６Ａは、負荷条件の第２の範囲とは対照的に、負荷の第１の範囲の下で、より多くの量またはより大きい割合で、変形可能本体１７３を変形させるために使用されてもよい。
ここで図３５Ｄ−３５Ｅ（それぞれ、図３５Ｃの領域３５Ｄおよび３５Ｅの拡大図の拡大図）も参照すると、例示的構成では、ねじ山付き挿入物１６６Ａおよびナット１６７は、張力停止間隙１６６Ｂ（図３５Ｄ）ならびに圧縮停止間隙１６６Ｃ（図３５Ｅ）が存在するように配置される。張力停止間隙１６６Ｂ（図３５Ｄ）は、ねじ山付き挿入物の第１の面１６６Ｄ（図３５Ｄ）と変形可能本体の第１の面１７３Ｃ（図３５Ｄ）との間の空間を占有することができる。圧縮停止間隙１６６Ｃ（図３５Ｅ）は、ナット面１６７Ａ（図３５Ｅ）と変形可能本体１７３の第２の面１７３Ｄ（図３５Ｅ）との間の空間を占有することができる。第２の面１７３Ｄ（図３５Ｅ）は、第１の面１７３Ｃ（図３５Ｄ）から変形可能本体１７３の反対側にあることができる。張力停止間隙１６６Ｂ（図３５Ｄ）のサイズは、それにわたって変形可能本体１７３が実質的に自由に歪曲または変形し得る、引張負荷条件の第１の範囲を画定するように選択されてもよい。第１の引張負荷範囲外の第２の引張負荷範囲内の負荷は、ねじ山付き挿入物１６６Ａ（図３５Ｄ）によって提供される停止部が遭遇され、さらなる歪曲を防止し得るため、変形可能本体１７３の歪曲を殆どまたは全く引き起こし得ない。圧縮停止間隙１６６Ｃ（図３５Ｅ）のサイズは、それにわたって変形可能本体１７３が実質的に自由に歪曲または変形し得る、圧縮負荷条件の第１の範囲を画定するように選択されてもよい。第１の圧縮負荷範囲外の第２の圧縮負荷範囲内の負荷は、ねじ山付き挿入物１６６Ａ（図３５Ｄ）およびナット１６７（図３５Ｅ）によって提供される停止部が遭遇され、さらなる歪曲を防止し得るため、変形可能本体１７３の歪曲を殆どまたは全く引き起こし得ない。いくつかの構成では、ねじ山付き挿入物１６６Ａ（図３５Ｄ）は、間隙１６６Ｃ（図３５Ｅ）および１６６Ｂ（図３５Ｄ）のサイズを改変するように、変形可能本体１７３の中または外へ所望の量で前進もしくは後退されてもよい。前進または後退は、ひいては、停止部が遭遇される負荷を改変することができる。範囲は、融通性があり、おそらく、例えば、ユーザ定義されてもよい。ねじ山付き挿入物１６６Ａ（図３５Ｄ）および／または変形可能本体１７３は、所望の範囲を画定することを促進するように、停止部が接触されるであろう負荷１５６（図２８Ａ）の量を示すことができる、マーキング１６６Ｇ（図２８Ｂ）を含んでもよい。
ここで図３５Ｄを参照すると、張力が変形可能本体１７３に及ぼされるとき、張力停止間隙１６６Ｂは、縮小することができる。機械的停止部は、ねじ山付き挿入物１６６Ａのヘッド１６６Ｅの第１の面１６６Ｄおよび変形可能本体１７３の第１の面１７３Ｃが接触するときに遭遇されることができる。面１６６Ｄ、１７３Ｃが接触する力は、第１の引張負荷範囲と第２の引張負荷範囲との間の境界であってもよい。加えて、ねじ山付き挿入物１６６Ａのヘッド１６６Ｅは、ねじ山付き挿入物１６６Ａの端部上のねじ山（図示せず）と係合することができる、第２のナット（図示せず）と置換されてもよい。第２のナットは、張力停止間隙１６６Ｂのサイズを改変するように、ねじ山に沿って前進され得る。第２のナットは、所望の第１の引張負荷範囲のために好適な位置に置かれ得る。
ここで図３５Ｅを参照すると、圧縮停止間隙１６６Ｃは、ナットの第１の面１６７Ａと変形可能本体の第２の面１７３Ｄとの間の空間を占有することができる。圧縮停止間隙１６６Ｃのサイズは、それにわたって変形可能本体１７３が実質的に自由に歪曲または変形し得る、圧縮負荷条件の第１の範囲を画定するように選択されてもよい。圧縮力が変形可能本体１７３に及ぼされるとき、圧縮停止間隙１６６Ｃは、縮小することができる。機械的停止部は、ナット１６７の第１の面１６７Ａおよび変形可能本体１７３の第２の面１７３Ｄが接触するときに、遭遇されることができる。これらの面１６７Ａ、１７３Ｄが接触する力は、第１の圧縮負荷範囲と第２の圧縮負荷範囲との間の境界であってもよい。異なるサイズのナット１６７が、圧縮停止間隙１６６Ｃのサイズを改変するために使用されてもよい。使用されるナット１６７は、第１の圧縮負荷範囲のために所望される力の値に適合するように選定されてもよい。
主に図３５Ｆを参照すると、ねじ山付き挿入物１６６Ａは、ねじ山付き挿入物受入孔１７３Ｅを通って延在してもよい。いくつかの構成では、ねじ山付き挿入物１６６Ａの全体に満たない部分が、螺合されることができ、ねじ山付き挿入物１６６Ａは、ねじ山付き挿入物受入孔１７３Ｅと螺合係合しなくてもよい。ねじ山付き挿入物１６６Ａの全体に満たない部分が螺合され得る構成は、変形可能本体１７３（図３５Ｃ）が所望の負荷範囲にわたって自由に歪曲することを可能にすることができる。いくつかの構成では、その上にナット１６７が噛合されるねじ山付き挿入物１６６Ａの一部のみが、螺合されてもよい。ねじ山付き挿入物１６６Ａは、ねじ山付き搭載孔１６６Ｆを含むことができる。ねじ山付き搭載孔１６６Ｆは、締結具１６９がねじ山付き挿入物１６６Ａの中へ結合することを可能にすることができる。締結具１６９は、ねじ山付き挿入物１６６Ａを、変形可能本体１７３（図３５Ｃ）の荷重中にねじ山付き挿入物１６６Ａが変位しないことを確実にすることができる静止要素または構造１６６Ｈに固定して結合してもよい。他の構成では、ねじ山付き挿入物１６６Ａの位置を固定する任意の他の好適な方法が使用されてもよい。
ここで主に図３６を参照すると、モータアセンブリ７０は、力を駆動ねじ７４に印加するように配列されることができる。モータアセンブリ７０および駆動ねじ７４を含む配列は、機械構成要素１５０Ｋを含むことができる。機械構成要素１５０Ｋは、「Ｓ」ビーム１７０を含むことができる。結合ブロック２０３が、モータアセンブリ７０に取り付けられることができ、いくつかの構成では、「Ｓ」ビーム１７０へのモータアセンブリ７０の継合を促進するために使用されることができる。結合ブロック２０３は、例えば、限定されないが、締結具（図示せず）が「Ｓ」ビーム１７０を結合ブロック２０３に結合することを可能にし得る、ねじ山付き孔２０９を含むことができる。モータアセンブリ７０を「Ｓ」ビーム１７０に結合する任意の他の好適な手段が使用されてもよい。「Ｓ」ビーム１７０に取り付けられたフラグまたは突起１７４Ａは、モータアセンブリ７０の縦軸２００Ａと平行に延在することができ、モータアセンブリ７０を覆って隙間２００Ｂ（図３７）を有する。本構成は、負荷センサ９８（図３５Ｂ）およびモータアセンブリ７０ペアのサイズ縮小を可能にすることができる。
ここで主に図３７を参照すると、駆動ねじ７４は、「Ｓ」ビーム１７０内の空隙１７６を通過することができる。搭載特徴１７８が、「Ｓ」ビーム１７０上に含まれてもよく、「Ｓ」ビーム１７０の一部を静止構造または筐体１６６Ｈに結合するために使用されてもよい。いくつかの構成では、モータアセンブリ７０は、自動浮動式であり、静止筐体１６６Ｈに固定して結合されない。駆動経路内の負荷が増加すると、モータアセンブリ７０および駆動ねじ７４が変位してもよい。「Ｓ」ビーム１７０がモータアセンブリ７０に結合されるが、静止筐体１６６Ｈに固定されるため、「Ｓ」ビーム１７０は、本変位の結果として変形することができる。他の構成では、駆動系の別の部分が、浮動式であり得る。例えば、モータアセンブリ７０によって駆動される送りねじ７４の端部２０２Ｃが、スリップ結合部（図示せず）の中で保定されてもよい。代替として、モータアセンブリ７０は、その歯車が動作中にそれらの間である程度の軸方向変位を可能にするために十分に幅広い、ギヤヘッド７０Ｂ（図３６）を含んでもよい。
ここで図３８を参照すると、いくつかの負荷センサ９８（図３５Ｂ）の「Ｓ」ビーム１７０は、駆動構成要素３４に含まれることができる。モータアセンブリ７０が自由浮動式である、または駆動構成要素３４に固定して結合されない構成では、負荷が関連付けられる駆動ねじ７４（図３７）を通してモータアセンブリ７０に及ぼされると、モータアセンブリ７０がわずかに変位してもよい。変位は、「Ｓ」ビーム１７０（図３７）を歪曲させてもよい。「Ｓ」ビームの歪曲は、突起１７４をモータアセンブリ７０と実質的に平行である配向から変位させることができる。突起１７４の変位は、負荷センサ９８（図３５Ｂ）の電気構成要素１６０（図３５Ｂ）上のセンサによって読み取られてもよい。いくつかの構成では、センサは、突起１７４上の磁石１５８の位置を追跡することができる、少なくとも１つのホール効果センサ１６０Ｄであってもよい。ホール効果センサ１６０Ｄ等の１つまたは複数のセンサが、突起１７４のうちのいずれか１つが移動するときにホール効果センサ１６０Ｄの間の相互比較を可能にするように、電気構成要素１６０（図３５Ｂ）のＰＣＢ２１０上に含まれることができる。そのような相互比較は、さらなる程度の確実性で突起１７４の変位を検出し、システムにおいて冗長性を提供し、故障検出で有用であることに役立ち得る。一対の進路２１４Ｂ、２１４Ｃが、一対の駆動構成要素３４として含まれることができ、その中へ突起１７４の端部が延在するスロット２１４Ａを含むことができる。進路２１４Ｂ、２１４Ｃは、負荷センサ９８（図３５Ｂ）の正確度を増加させることに役立ち得る動作中に、突起１７４の移動を制約してもよい。本文脈での正確度は、ホール効果センサ１６０Ｄからの出力を改変し、負荷読取値を歪め得る、予期される経路からの磁石１５８の偏差を最小限にすることを示す。
ここで図３９−４０を参照すると、送りねじ７４を含む、駆動するモータアセンブリ７０および関連付けられる駆動要素６０の図が示されている。「Ｖ」字形の線形針軸受アセンブリ９１Ａおよび９１Ｂは、負荷センサ９８（図３５Ｂ）用の機械構成要素１５０Ｉに取り付けられることができる。モータアセンブリ７０は、部分的に機械構成要素１５０Ｉ内に収納されることができ、機械構成要素１５０Ｉに搭載されることができる。機械構成要素１５０Ｉの外側部分１７３Ｂは、振れに起因する機械構成要素１５０Ｉの歪曲を防止するように厚くされることができる。被駆動要素６０のナット７６は、種々の異なる突起９２（図４０）のうちのいずれかとともに使用されるように構築されることができる。突起９２（図４０）は、ナット７６の一体部分ではなくてもよい。突起９２（図４０）は、任意の結合方法、例えば、限定されないが、締結具を使用して、ナット７６に取り付けられてもよい。結合方法は、同一のナット７６が複数の突起９２（図４０）のうちのいずれかとともに使用されることを可能にし得る。突起９２（図４０）は、突起本体９２Ｄと、インターフェース接続部分９２Ｅとを含むことができる。突起本体９２Ｄは、ナット７６から力を伝達することが所望される軸までの距離に跨架することができる。インターフェース接続部分９２Ｅは、力を伝達することが所望される軸に沿って置かれてもよく、それを通して力が最終的に移転される突起９２（図４０）の一部であってもよい。
依然として図３９−４０を参照すると、駆動要素６０は、例えば、限定されないが、位置センサ９０Ａ（図３９）および９０Ｂ（図４０）を含むことができる。具体的には、モータエンコーダ９０Ａ（図３９）および線形電位差計９０Ｂ（図４０）が、含まれることができる。線形電位差計９０Ｂ（図４０）は、ナット７６とともに移動することができる、またはナット７６に接続されることができる、ワイパ９０Ｃ（図４０）を有してもよい。ワイパ９０Ｃ（図４０）は、ナット７６が線形針軸受アセンブリ９１Ａ、９１Ｂ内で前後に往復されるにつれて、電位差計９０Ｂ（図４０）の抵抗要素を横断して移動してもよい。線形電位差計９０Ｂ（図４０）は、ナット７６および突起９２がモータアセンブリ７０の動作によって変位されるにつれて、それらの位置に関するフィードバックを提供してもよい。ナット７６および突起９２（図４０）の位置は、モータエンコーダ９０Ａ（図３９）からのエンコーダカウンタの数によって追跡されてもよい。線形電位差計９０Ｂ（図４０）と併せて使用されるとき、エンコーダカウンタの追跡は、冗長性のレベルを提供し、駆動要素６０の移動を監視する位置センサ９０Ａ（図３９）および９０Ｂ（図４０）のうちのいずれからのフィードバックデータの照合を可能にし得る。
ここで図４０Ａ−１、４０Ａ−２、および４０Ａ−３を参照すると、いくつかの構成では、１つのモータ１５Ｂ１が、使用されることができ、カム１５Ｂ２／１５Ｂ１３が、それぞれ、ジョー開閉駆動ピン１５Ｂ３／１５Ｂ４を駆動することができる。いくつかの構成では、後退位置１５Ｂ５（図４０Ａ−１）でピン１５Ｂ３／１５Ｂ４を駐留させることができる、カム１５Ｂ２／１５Ｂ１３の回転の一区分があり得る。ジョー開閉ピン１５Ｂ３／１５Ｂ４は、ジョー閉鎖位置１５Ｂ１０（図４０Ａ−２）におけるカム１５Ｂ２／１５Ｂ１３の位置に基づいて、ジョー閉鎖極限進行１５Ｂ９（図４０Ａ−２）に位置付けられることができる。ジョー開閉ピン１５Ｂ３／１５Ｂ４は、反対の進行極限１５Ｂ１２（図４０Ａ−３）におけるカム１５Ｂ２／１５Ｂ１３の位置に基づいて、反対の進行極限１５Ｂ１１（図４０Ａ−３）に位置付けられることができる。いくつかの構成では、カム１５Ｂ２／１５Ｂ１３と、モータ１５Ｂ１とを含む、サブアセンブリが、出力ピン１５Ｂ３／１５Ｂ４に沿って軸方向に浮動されることができ、システムからの反発を除去し得るばね（図示せず）が、サブアセンブリに適用されることができる。
ここで図４０Ｂを参照すると、カム１５Ｂ２／１５Ｂ３は、ジョー開閉ピン１５Ｂ３／１５Ｂ４の所望の位置付けに従って成形されることができる。ジョー開閉ピン１５Ｂ３／１５Ｂ４は、ジョー開閉ピン１５Ｂ３／１５Ｂ４の所望の相対移動に基づいて、それぞれ、カム１５Ｂ３／１５Ｂ４の中に位置付けられることができる。
ここで図４０Ｃを参照すると、ジョー開閉ピン１５Ｂ３／１５Ｂ４は、搭載ペグ１５Ｂ７においてジョー開閉ピン１５Ｂ３／１５Ｂ４の上に搭載し得る、ローラ１５Ｂ６を含むことができる。ローラ１５Ｂ６は、カム１５Ｂ２／１５Ｇ１３によって形成される進路内でジョー開閉ピン１５Ｂ３／１５Ｂ４の移動を可能にすることができる。
ここで図４０Ｄを参照すると、ジョー開閉ピン１５Ｂ３（図４０Ａ−１から１５Ａ−３）の進路（したがって、ジョー開閉ピン１５Ｂ３（図４０Ａ−１から１５Ａ−３）の高さ）は、カム中心線１５Ｄ１に従ってカム１５Ｂ２のために追跡されることができ、ジョー開閉ピン１５Ｂ４（図４０Ａ−１から１５Ａ−３）の進路は、カム中心線１５Ｄ４に従ってカム１５Ｂ１３のために追跡されることができる。カム中心線１５Ｄ１の負の傾斜区分１５Ｄ３は、ジョー開閉ピン１５Ｂ３（図４０Ａ−１から１５Ａ−３）がカム１５Ｂ２のカム進路の本部分の中でその進行中に降下していることを示す。カム中心線１５Ｄ４の正の傾斜区分１５Ｄ２は、ジョー開閉ピン１５Ｂ３（図４０Ａ−１から１５Ａ−３）がカム１５Ｂ１３のカム進路の本部分の中でその進行中に上昇していることを示す。いくつかの構成では、（１１．５４寸法によって示される）カム１５Ｂ２とカム１５Ｂ１３との間の１１５°オフセットは、例えば、対向する進路傾斜１５Ｄ３／１５Ｄ２によって示されるような反対方向に、事前定義されたスケジュールに従って上昇および降下するようにジョー開閉ピン１５Ｂ３／１５Ｂ４を位置付けることができる。カム１５Ｂ２／１５Ｂ１３（図４０Ｂ）は、２４．０９寸法によって示されるように、２４０°回転し、全カム回転を３５５°にすることができる。ジョー開閉ピン１５Ｂ３／１５Ｂ４（図４０Ａ−１から１５Ａ−３）のそれぞれのストロークは、１０ｍｍ寸法によって示される。
ここで図４０Ｅおよび４０Ｆを参照すると、回転コンプライアンスに関して、モータ／ギヤボックス／ボールねじによって生成される反応トルクは、回転撓曲部１５Ｅ１２によって測定されることができる。具体的には、ボールねじシャフトに印加されるトルクは、ギヤボックス１５Ｅ２の筐体に印加される反応トルクを測定することによって、測定されることができる。アクチュエータアセンブリ１５Ｅ１は、ギヤボックス１５Ｅ２および統合ボールねじシャフト１５Ｅ３と結合されるモータ１５Ｅ９を含むことができるが、それらを含むことに限定されない。ボールナット１５Ｅ４は、回転撓曲部１５Ｅ１２内で進行することができる。グースネックアーム１５Ｅ５が、ボールナット１５Ｅ４から、線形ボール軸受１５Ｅ６を通して導かれ得るピン１５Ｅ１０まで、軸負荷を移転させることができる。プリント回路基板１５Ｅ７上に搭載されるセンサドライバは、例えば、限定されないが、ホールセンサ等のセンサ１５Ｅ８−１から１５Ｅ８−３を通してセンサデータを受信することができる。センサ１５Ｅ８−１および１５Ｅ８−２は、磁石１５Ｅ１１と連携して、例えば、ボールナット１５Ｅ４の近似絶対位置、ひいては、アクチュエータピン１５Ｅ１０の近似絶対位置を測定するために使用され得る、センサデータを収集することができる。センサ１５Ｅ８−３は、ギヤボックス１５Ｅ２およびモータ１５Ｅ９のアセンブリの回転変位を測定するために使用され得る、センサデータを収集することができる。ボールねじ１５Ｅ３のシャフト内の軸力は、撓曲部１５Ｅ１２の回転ばね定数およびボールねじ１５Ｅ３のピッチならびに効率に基づいて、測定されることができる。ギヤボックス１５Ｅ２の近傍の撓曲部１５Ｅ１２の回転は、撓曲部１５Ｅ１２の過剰回転および降伏を防止し得る、進行限界を有することができる。ギヤボックス１５Ｅ２と撓曲部１５Ｅ１２との間の結合は、撓曲部１５Ｅ１２が自由に回転するように、ブッシング材料を含むことができる。
ここで図４０Ｇを参照すると、撓曲アセンブリ１５Ｇ１は、モータ１５Ｅ９、ギヤボックス１５Ｅ２、ボールねじ１５Ｅ３、ＰＣＢ１５Ｅ７、撓曲部１５Ｅ１２、およびＰＣＢスペーサ１５Ｇ２を含むことができるが、それらを含むことに限定されない。ギヤボックス１５Ｅ２と結合されるモータ１５Ｅ９は、ボールねじ１５Ｅ３を駆動することができる。撓曲部１５Ｅ１２は、ボールねじ１５Ｅ３を囲繞することができ、センサ１５Ｅ８−３から収集されるデータに基づいて測定され得る、撓曲アセンブリ１５Ｇ１の回転を提供することができる。センサ１５Ｅ８−３は、ＰＣＢ１５Ｅ７上に搭載されることができる。ＰＣＢ１５Ｅ７は、例えば、ＰＣＢスペーサ１５Ｇ２を使用して、撓曲部上に搭載されることができる。ＰＣＢ１５Ｅ７は、撓曲アセンブリ１５Ｇ１の回転を判定するように、センサ１５Ｅ８−３からのデータを処理することができる。
ここで図４０Ｈを参照すると、ボールねじ１５Ｅ３は、ボールねじ１５Ｅ３をギヤボックス１５Ｅ２（図４０Ｇ）と動作可能に結合し得る、接続シャフト１５Ｈ１を含むことができる。ボールねじ１５Ｅ３のパラメータは、ボールナット１５Ｅ４（図４０Ｅ）の要件に従って変動し得る。
ここで図４０Ｉを参照すると、撓曲部１５Ｅ１２は、ギヤボックス搭載空洞１５Ｊ１と、筐体搭載空洞１５Ｊ６とを含むことができるが、それらを含むことに限定されない。ＰＣＢ１５Ｅ７（図４０Ｅ）は、搭載空洞１５Ｊ５において撓曲部１５Ｅ１２上に搭載されることができる。撓曲部１５Ｅ１２は、センサ１５Ｅ８−３（図４０Ｅ）のための空間を提供し得る、センサくぼみ１５Ｊ７を含むことができる。撓曲部１５Ｅ１２は、撓曲ギヤボックス端１５Ｊ９を撓曲ＰＣＢマウント端１５Ｊ１０と柔軟に結合し得る、脚部１５Ｊ８を含むことができる。切り抜き１５Ｊ１１は、撓曲部１５Ｅ１２の可撓性を制御することができる。周囲の脚部１５Ｊ１２／１５Ｊ１３の間の空洞１５Ｊ２は、ボールナット１５Ｅ４（図４０Ｅ）およびグースネックアーム１５Ｅ５（図４０Ｅ）を収容することができる。
ここで図４０Ｊを参照すると、張力アセンブリ１５Ｋ１は、管腔１５Ｋ５を通した制御ケーブル１５Ｋ８の制御された移動を可能にすることができる。ケーブル駆動キャプスタン筐体１５Ｔ１上の張力アセンブリ１５Ｋ１のレイアウトは、例えば、限定されないが、管腔１５Ｋ５を通した器具の導入および通行を可能にし得る、滑車の噛合ならびに管腔１５Ｋ５を通した障害物のないアクセスを可能にすることができる。張力アセンブリ１５Ｋ１は、張力がキャプスタンシャフト１５Ｋ６、ケーブルアイドラ溝１５Ｋ２、およびケーブル巻取アイドラ１５Ｋ９の周囲のケーブル１５Ｋ８に供給されることを可能にし得る、スイングアーム１５Ｋ４を含むことができるが、それを含むことに限定されない。ケーブル１５Ｋ８は、キャプスタンシャフト１５Ｋ６の中で終端することができる。滑車ボックス駆動シャフト１５Ｋ２１は、ケーブル駆動キャプスタン筐体１５Ｔ１と同一平面で終端することができる。滑車ボックス駆動シャフト１５Ｋ２１の平歯車１５Ｙ５（図４０Ｓ）は、シャフトカラー１５Ｔ１０（図４０Ｔ）においてキャプスタンシャフト１５Ｋ６上に搭載された歯車（図示せず）との歯車の噛合を通して、ケーブル駆動アクチュエータモジュール１５Ｋ２０（図４０Ｌ）をケーブル／滑車アセンブリに動作可能に結合することができる。ケーブル駆動アクチュエータモジュール１５Ｋ２０（図４０Ｌ）は、管腔１５Ｋ５内で制御ケーブル１５Ｋ８を推進することができる。ケーブル駆動キャプスタン筐体１５Ｔ１は、張力アセンブリ１５Ｋ１の要素のための搭載および結合プラットフォームを提供することができる。展開ケーブル１５Ｋ３は、撓曲の展開段階に使用されることができ、手動で張力を加えることを可能にする。滑車ボックスアセンブリ１５Ｋ１は、ケーブル駆動キャプスタン筐体１５Ｔ１を空洞１５Ｔ２においてケーブル駆動アセンブリ１５Ｗ１と動作可能に結合し得る、少なくとも１つの滑車ボックス駆動シャフト１５Ｙ１を含むことができる。
ここで図４０Ｋを参照すると、ケーブル駆動アクチュエータモジュール１５Ｋ２０は、ケーブル駆動アクチュエータプレート１５Ｗ２を通してケーブル駆動キャプスタン筐体１５Ｔ１に動作可能に結合されることができる。
ここで図４０Ｌ−１を参照すると、ケーブル駆動アクチュエータモジュール１５Ｋ２０は、ケーブル駆動アクチュエータプレート１５Ｗ２と、少なくとも１つのケーブル駆動アセンブリ１５Ｗ１−１／１５Ｗ１−２とを含むことができる。
ここで図４０Ｌ−２を参照すると、ケーブル駆動アセンブリの第１の構成１５Ｗ１−１は、例えば、限定されないが、ＨＡＲＭＯＮＩＣ ＤＲＩＶＥ ＦＨＡ−Ｃサイズ１１等の中空シャフトアクチュエータ１５Ｗ３−１を含むことができるが、それを含むことに限定されない。ケーブル駆動アセンブリの第１の構成１５Ｗ１−１は、調和駆動出力シャフト１５Ｗ６／１５Ｗ７、保定リング１５Ｗ８、第１の調和駆動出力ハブ１５Ｗ４、および波形ワッシャ１５Ｗ５の組み合わせを含み得る、摩擦インターフェースを含むことができる。波形ワッシャ１５Ｗ５は、反発を低減させる／回避するばね作用を提供するように、第１の調和出力駆動１５Ｗ４と調和駆動出力シャフト１５Ｗ６との間に位置付けられることができる。保定リング１５Ｗ８は、調和駆動出力シャフト１５Ｗ６の上に位置付けられることができる。第２の調和駆動出力ハブ１５Ｗ９は、調和駆動１５Ｗ３−１の上に搭載されることができ、随意に、シャフト相互接続形式に応じて、第１の調和出力駆動１４Ｗ４が後に続く。摩擦インターフェースは、第２の調和駆動出力ハブ１５Ｗ９内に配置されることができる。
ここで図４０Ｍを参照すると、管腔１５Ｋ５は、制御ケーブル１５Ｋ８を収納し得るケーブル延設部１５Ｍ１と、展開ケーブル１５Ｋ３を収容し得るケーブル収容部１５Ｍ２とを含むことができるが、それらを含むことに限定されない。
ここで図４０Ｎを参照すると、スイングアーム１５Ｋ４は、スイングアーム１５Ｋ４の回転を可能にし得る、枢動ピン空洞１５Ｎ１を含むことができるが、それを含むことに限定されない。スイングアーム１５Ｋ４は、滑車１５Ｋ９（図４０Ｐ）のうちの１つをそれぞれ収容し得る、滑車空洞１５Ｎ２−１／１５Ｎ２−２を含むことができる。制御ケーブル１５Ｋ８（図４０Ｊ）は、滑車１５Ｋ９（図４０Ｐ）を通って螺合することができ、スイングアーム１５Ｋ４が回転するときにスイングアーム１５Ｋ４によって張力を加えられることができる。
ここで図４０Ｏを参照すると、キャプスタン筐体１５Ｔ１は、滑車ボックス駆動シャフト１５Ｋ２１（図４０Ｊ）を受容し得る、駆動シャフト空洞１５Ｔ２を含むことができる。キャプスタン筐体１５Ｔ１は、歯車の噛合に適応し得る、第１の幾何学形状１５Ｔ３と、管腔１５Ｋ５（図４０Ｍ）に適応し得る、第２の幾何学形状１５Ｔ４と、ケーブル駆動アセンブリ１５Ｗ１−１／１５Ｗ１−２（図４０Ｌ−１）に適応し得る、第３の幾何学形状１５Ｔ５とを含むことができる。
ここで図４０Ｐを参照すると、スイングアーム滑車１５Ｋ９は、制御ケーブル１５Ｋ８（図４０Ｊ）を収容し得る、ケーブル延設部１５Ｕ２を含むことができる。いくつかの構成では、スイングアーム滑車１５Ｋ９のうちの１つは、スイングアーム１５Ｋ４うちの１つの中の第１の滑車空洞１５Ｎ２−１（図４０Ｎ）の中に搭載されることができ、スイングアーム滑車１５Ｋ９のうちのもう１つは、スイングアーム１５Ｋ４のうちのもう１つの中の第２の滑車空洞１５Ｎ２−２（図４０Ｎ）の中に搭載されることができる。
ここで図４０Ｑを参照すると、滑車１５Ｋ２は、スイングアーム滑車１５Ｋ９を通した管腔１５Ｋ５（図４０Ｍ）からキャプスタンシャフト１５Ｋ６（図４０Ｔ）までの経路に沿って制御ケーブル１５Ｋ８（図４０Ｊ）を収容し得る、ケーブル延設部１５Ｖ２／１５Ｖ３を含むことができる。制御ケーブル１５Ｋ８（図４０Ｊ）は、滑車空洞１５Ｎ２−１／１５Ｎ２−２（図４０Ｎ）のうちのいずれがスイングアーム滑車１５Ｋ９（図４０Ｐ）を収納するかに応じて、ケーブル延設部１５Ｖ２／１５Ｖ３のうちの１つを通って延設することができる。
ここで図４０Ｒを参照すると、滑車駆動シャフト軸受１５Ｒ１は、滑車ボックス駆動シャフト１５Ｋ２１（図４０Ｓ）上に搭載することができ、滑車ボックス駆動シャフト１５Ｋ２１（図４０Ｓ）をケーブル駆動アクチュエータモジュール１５Ｋ２０（図４０Ｌ−１）と結合することができる。
ここで図４０Ｓを参照すると、滑車ボックス駆動シャフト１５Ｋ２１は、駆動シャフト空洞１５Ｔ２（図４０Ｏ）においてキャプスタン筐体１５Ｔ１（図４０Ｏ）によって受容され得る、筐体シャフト１５Ｙ４を含むことができる。滑車ボックス駆動シャフト１５Ｋ２１は、制御ケーブル１５Ｋ８（図４０Ｊ）の移動を駆動するように、シャフトカラー１５Ｔ１０（図４０Ｔ）において搭載される少なくとも１つの歯車と噛合し得る、平歯車１５Ｙ５を含むことができる。滑車ボックス駆動シャフト１５Ｋ２１は、滑車ボックス駆動シャフト１５Ｋ２１を位置付けるようにシャフトキー１５Ｗ１０（図４０Ｌ−２）と動作可能に結合し得る、駆動キー１５Ｙ２を含むことができる。
ここで図４０Ｔを参照すると、キャプスタンシャフト１５Ｋ６は、制御ケーブル１５Ｋ８（図４０Ｊ）の終端点を収納し得る、ケーブル終端空洞１５Ｚ２を含むことができる。制御ケーブル１５Ｋ８（図４０Ｊ）は、終端点１５Ｚ２に向かう途中でケーブル延設部１５Ｚ３／１５Ｚ４のいずれか一方または両方を横断することができる。キャプスタンシャフト１５Ｋ６は、シャフトカラー１５Ｔ１０において少なくとも１つの歯車に適応することができ、歯車は、平歯車１５Ｙ５（図４０Ｓ）と噛合され、その移動は、調和駆動アセンブリ１５Ｗ１−１／１５Ｗ１−２（図４０Ｌ−２）によって駆動されることができる。
ここで図４０ＡＡおよび４０ＢＢを参照すると、張力アセンブリの第２の構成１５ＡＡ１は、張力アセンブリ１５Ｋ１に関して本明細書に説明される部品を含むことがきる。加えて、張力アセンブリ１５ＡＡ１は、制御ケーブル１５Ｋ８の配置に適応するようにスイングアーム１５Ｋ４（図４０Ｎ）への張力を低減させることを可能にし得る、カム１５ＡＡ２を含むことができる。張力アセンブリの第２の構成１５ＡＡ１は、滑車配置およびケーブルルーティング幾何学形状の第２の構成を可能にし得る、キャプスタン筐体の第２の構成１５ＡＡ３を含むことができる。
ここで図４０ＣＣを参照すると、カム１５ＡＡ２は、スイングアーム１５Ｋ４（図４０ＡＡ）と同一平面であるように配向されるときに、ケーブル１５Ｋ８（図４０ＡＡ）への力を低減させるようにスイングアーム１５Ｋ４（図４０ＡＡ）を広げ得る、カムイヤ１５ＣＣ１−１／１５ＣＣ１−２を含むことができる。カム１５ＡＡ２は、空洞１５ＤＤ１（図４０ＤＤ）においてキャプスタン筐体の第２の構成１５ＡＡ３（図４０ＤＤ）によって受容され得る、カムシャフト１５ＣＣ２を含むことができる。
主に図４１を参照すると、マニピュレータ３６Ｂおよびいくつかの被操作構成要素３８Ａ、３８Ｂの底面斜視図が描写されている。マニピュレータ３６Ｂは、それを通して第１の被操作構成要素３８Ａおよび第２の被操作構成要素３８Ｂならびに／または補助構成要素２０（図１）が患者１８（図１）の中に導入され得る、トロカール２２５を含み得る、もしくはそれに結合され得る、マニピュレータ筐体７８Ｃを含むことができる。トロカール２２５の外側導管２２７は、任意の数の内部管腔を収納し得る、トロカール２２５の内部を被覆することができる。マニピュレータ筐体７８Ｃは、例えば、限定されないが、「Ｖ」字形であり得、「Ｖ」字の各アーム２３２にいくつかの穿孔２３０を含むことができる。穿孔２３０は、駆動要素６０（図１６）が、マニピュレータ３６Ｂの中に位置する被駆動要素６２（図１６）とインターフェースをとることを可能にすることができる。他の構成では、マニピュレータ筐体７８Ｃは、任意の他の形状であってもよい。例えば、マニピュレータ筐体７８Ｃは、薄いボックス様形状であってもよい。そのような構成では、穿孔２３０は、２つの平行列に編成されもよい。他の構成は、少なくとも１つの被操作構成要素３８、または３つもしくはそれを上回る被操作構成要素３８を有し、いくつかの被操作構成要素３８のための好適な数の穿孔２３０を含んでもよい。例えば、３つの被操作構成要素３８を伴う構成では、マニピュレータ筐体７８Ｃは、３列の穿孔２３０を伴う薄いボックス様形状であってもよい。
依然として主に図４１を参照すると、いくつかのポート２３４Ａ、Ｂが、手術道具５２または補助構成要素２０（図１）を患者１８（図１）の中に挿入するように、マニピュレータ筐体７８Ｃに含まれることができる。いくつかの構成では、ポート２３４Ａは、トロカール２２５内の管腔まで延在することができる。マニピュレータ筐体７８Ｃの「Ｖ」字のアーム内のポート２３４Ｂはまた、トロカール２２５内の管腔の中へ延在することもできる。ポート２３４Ａ、Ｂは、外科医２２（図１）が手術中に患者１８（図１）の中に任意の数の道具５２を挿入する／または外に除去することを可能にすることができる。いくつかの構成では、ポート２３４Ａまたはポート２３４Ｂのうちの１つもしくはそれを上回るものは、含まれなくてもよい。例えば、いくつかの構成では、ポート２３４Ｂは、含まれなくてもよい。そのような構成では、被操作構成要素３８によって操縦される手術道具５２は、手術中に交換可能ではない場合がある。マニピュレータ３６Ｂは、被操作構成要素３８にすでに取り付けられている、特定の手術用の事前選択された手術道具５２を含み得る。
依然として主に図４１を参照すると、マニピュレータ３６Ｂはまた、駆動構成要素３４（図１６）に対して噛合し得る、いくつかの陥凹２３６を含むこともできる。陥凹２３６は、駆動構成要素３４（図１６）上のピンまたは他の突起と整合するように、位置決め特徴としての役割を果たしてもよい。陥凹２３６は、マニピュレータ３６Ｂが設定中に駆動構成要素３４（図１６）上に適切に設置されていることを確実にすることに役立ち得る。いくつかの構成では、ラッチまたは均等物が、駆動構成要素３４（図１６）上の定位置にマニピュレータ３６Ｂを保定するように含まれてもよい。代替として、インターフェース構造２９０（図４９）が、マニピュレータ３６Ｂと駆動構成要素３４（図１６）との間に含まれてもよい。
ここで主に図４２を参照すると、マニピュレータ筐体７８Ｄは、マニピュレータ３６Ｃの被駆動要素６２（図１６）を捕捉して保定し得る、シェルであることができる。マニピュレータ筐体７８Ｄシェルは、ポート２３４のための管腔を提供することができる。被操作構成要素３８Ａ、３８Ｂの近位端は、マニピュレータ筐体７８Ｄ内で保定されてもよい。マニピュレータ筐体７８Ｄは、いくつかの締結具（図示せず）とともに結合され得る、第１の筐体部品７８Ａと、第２の筐体部品７８Ｂとを含むことができるが、それらを含むことに限定されない。第１の筐体部品７８Ａおよび第２の筐体部品７８Ｂはそれぞれ、製造を容易にするために同じであり得る。代替として、第１の筐体部品７８Ａおよび第２の筐体部品７８Ｂは、異なり得る。第１の筐体部品７８Ａおよび第２の筐体部品７８Ｂは、種々の構成でマニピュレータ筐体７８Ｄを形成するように、ともにスナップ嵌合、摩擦嵌合、または接着されてもよい。加えて、いくつかの構成では、マニピュレータ筐体７８Ｄは、マニピュレータ筐体７８Ｄ内に収納されるマニピュレータ３６Ｃおよび／または被操作構成要素３８Ａ、３８Ｂの部分の周囲でヒンジ閉鎖することができる、クラムシェルであってもよい。マニピュレータ筐体７８Ｄは、成形部品としての製造のために最適化されることができる。
依然として主に図４２を参照すると、マニピュレータ筐体７８Ｄは、スロット付きプラトー構造２４２を含むことができる。スロット付きプラトー構造２４２内のスロット２４４は、実質的に平行なペアで配列されることができ、駆動要素６０（図１６）がマニピュレータ筐体７８Ｄ内に収納される被駆動要素６２（図１６）とインターフェースをとることを可能にすることができる。いくつかの構成では、スロット付きプラトー構造２４２は、駆動構成要素３４（図１６）に隣接することを意図している、マニピュレータ筐体７８Ｄの側面上のみに含まれてもよい。
主に図４３を参照すると、マニピュレータ３６Ｄの構成が描写されている。マニピュレータ筐体７８Ｅの一部は、被駆動要素６２Ａを露出するために示されていない。被駆動要素６２Ａは、ブロック様構造であることができ、被操作構成要素３８Ａ、３８Ｂの近位にある被駆動要素６２Ａの面は、被操作構成要素３８Ａ、３８Ｂの第１の端部３８Ｃに対してしっかりと嵌合するように輪郭形成されることができる。被駆動要素６２Ａは、その中に駆動要素６０（図１６）の一部が挿入され得る、受容構造２５０を含むことができる。受容構造２５０の形態は、被駆動要素６２Ａとインターフェースをとることを意図している駆動要素６０（図１６）の一部に基づいて、選定されてもよい。受容構造２５０は、例えば、限定されないが、マニピュレータ３６Ｄが駆動構成要素３４（図１６）上の定位置にあるときに、その中へ駆動要素６０（図１６）が延在し得る、長方形のスロットまたはソケットであることができる。
依然として主に図４３を参照すると、分割器２５２が、トロカール２２５の内側に含まれることができる。トロカール２２５の外側導管２２７（図４１）は、分割器２５２を露出するように図４３では除去されている。複数の分割器２５２が、代替構成で使用されてもよい。分割器２５２は、トロカール２２５の内部を、いくつかの個々の管腔、例えば、限定されないが、第１の管腔２２５Ａおよび第２の管腔２２５Ｂに分離することができる。個々の管腔はそれぞれ、構成に応じて、他の管腔から流体的に単離される場合もあり、されない場合もある。分割器２５２は、例えば、所望の数の管腔を作成するように、かつ管腔毎に断面形状を画定するように選択される、断面形状を有することができる。いくつかの構成では、分割器２５２は、「Ｘ」字形であり得、第１の管腔２２５Ａおよび対向管腔（図示せず）を部分的に画定してもよい。分割器２５２はまた、側方に配置された第２の管腔２２５Ｂおよび第２の管腔２２５Ｂの反対の別の管腔（図示せず）を部分的に画定してもよい。第１の管腔２２５Ａおよび対向管腔は、第２の管腔２２５Ｂならびに別の側方に配置された管腔よりも大きい断面積を有してもよい。側方管腔は、例えば、被操作構成要素３８Ａ、３８Ｂ専用であり得る。
ここで図４４を参照すると、被駆動要素６２Ａのうちの１つおよびマニピュレータ３６Ｄの一部の拡大詳細図が示されている。被操作構成要素３８Ｄの近位端３８Ｃに隣接する被駆動要素６２Ａの側面２８１は、側面２８１が被操作構成要素３８Ｄの少なくとも一部の周囲に嵌合し、それに適応し得るように、成形されることができる。被駆動要素６２Ａは、例えば、マニピュレータ筐体７８Ｅ内の陥凹またはトラフ２６０の中に嵌合することができる。マニピュレータ３６Ｄが完全に組み立てられるとき、被駆動要素６２Ａは、マニピュレータ筐体７８Ｅ内で捕捉されることができる。いくつかの構成では、被駆動要素６２Ａは、２つのマニピュレータ筐体７８Ｅの間に捕捉されてもよい。１つだけのマニピュレータ筐体７８Ｅが、図４４に示されている。被駆動要素６２Ａの受容構造２５０は、スロット２４４と整合することができる。被駆動要素６２Ａは、マニピュレータ３６Ｄ内で変位されてもよい。変位中に、被駆動要素６２Ａは、軸受に沿って乗設してもよい。例えば、被操作構成要素３８Ｄの近位端３８Ｃの外側表面２７０は、被駆動要素６２Ａ用の軸受としての役割を果たしてもよい。マニピュレータ筐体７８Ｅ内の陥凹またはトラフ２６０はまた、被駆動要素６２Ａ用の軸受表面としての役割を果たしてもよい。軸受は、いくつかある中でも、望ましくない自由度での変位から被駆動要素６２Ａを制約することができる。いくつかの構成では、被駆動要素６２Ａは、異なる数および／またはタイプの軸受に沿って乗設してもよい。例えば、いくつかの構成では、被駆動要素６２Ａまたは被操作構成要素３８Ｄのうちの一方は、被駆動要素６２Ａおよび被操作構成要素３８Ｄのうちの他方の中の陥凹状進路と協働することができる、レールもしくは類似構造を含んでもよい。いくつかの構成では、被駆動要素６２Ａは、マニピュレータ筐体７８Ｅに接触しなくてもよい。レールまたは進路はまた、トラフ２６０等のマニピュレータ筐体７８Ｅの一部の上に含まれてもよい。
主に図４４を参照し続けると、被駆動要素６２Ａは、係留点または係留特徴８０に至り得る、チャネル２６２を含むことができる。係留点８０は、例えば、限定されないが、陥凹またはウェルであることができる。チャネル２６２は、被駆動要素６２に切り込まれることができ、係留特徴８０は、切り抜き２６６と一致することができる位置で被駆動要素６２の頂面の中へ陥凹状であり得る。チャネル２６２は、例えば、限定されないが、切り抜き２６６と同一の水平または縦方向面上に位置することができる。組み立てられたとき、係留点８０は、引張ワイヤであり得る、アクチュエータ５４Ａに係留してもよい。アクチュエータ５４Ａは、ウェル／係留点８０からチャネル２６２を通って切り抜き２６６の中へ延在することができる。アクチュエータ５４Ａは、アクチュエータ５４Ａが作動させる被操作構成要素３８Ｄの特徴に到達するまで、被操作構成要素３８Ｄの長さに延設することができる。被駆動要素６２Ａが変位されるとき、アクチュエータ５４Ａは、被操作構成要素３８Ｄの作動される特徴を引き寄せることができる、または被操作構成要素３８Ｄを制御するように被操作構成要素３８Ｄの中へ戻るようにフィードされることができる。そのような配列は、アクチュエータ５４Ａをまっすぐに引き寄せることが被操作構成要素３８Ｄの作動に影響を及ぼし得るという点で、被操作構成要素３８Ｄの比較的単純な制御を可能にすることができる。本配列は、製造を単純化することができ、本システムが予想通りに動作することを可能にすることができ、これは、被操作構成要素３８Ｄのプロセッサ支援制御を促進することができる。被操作構成要素３８Ｄ内の外側表面２７０内の切り抜き２６６は、レール２８２Ｂ（図４６）等のレール用の進路として使用されてもよい。被駆動要素６２Ａがマニピュレータ３６Ｄ内で変位するとき、レール２８２Ｂ（図４６）は、切り抜き２６６の壁の長さに沿って進行し、それによって誘導されてもよい。
依然として主に図４４を参照すると、被操作構成要素３８Ｄは、それを通ってアクチュエータ５４Ａ、手術道具５２（図４Ａ）、または補助構成要素２０（図１）等の種々のユーティリティ構成要素５４（図４Ａ）が延在し得る、導管を画定し得る、外壁２７０を含むことができる。ルーティング挿入物２７２Ａは、被操作構成要素３８Ｄ内に置かれてもよく、被操作構成要素３８Ｄの長さに沿って延在することができる。ルーティング挿入物２７２Ａは、被操作構成要素３８Ｄの内部に管腔を残して、マニピュレータシース３８Ｅの内部表面に当接することができる。他の構成では、ルーティング挿入物２７２Ａは、被操作構成要素３８Ｄ内に置かれなくてもよいが、むしろ、被操作構成要素３８Ｄのシース３８Ｅの一体部分であってもよい。ルーティング挿入物２７２Ａは、アクチュエータ５４Ａ用の経路を提供し得る、少なくとも１つのルーティングチャネル２７４を含むことができる。少なくとも１つのルーティングチャネル２７４は、ルーティング挿入物２７２Ａの中へ陥凹状であり得、ルーティングチャネル２７４に沿って延在し得るアクチュエータ５４Ａよりも直径がわずかにのみ大きく、例えば、限定されないが、１０〜３０％大きくあるように定寸されることができる。アクチュエータ５４Ａは、その縦軸に沿って圧縮剛性ではない場合がある、ワイヤまたは他の要素であることができる。少なくとも１つのルーティングチャネル２７４がアクチュエータ５４Ａよりもわずかにのみ大きい場合、緩みを解放するときにアクチュエータ５４Ａが束になって動かなくなる可能性は、アクチュエータ５４Ａがルーティングチャネル２７４に沿って延在する場合に最小限にされることができる。アクチュエータ５４Ａよりもわずかに大きく少なくとも１つのルーティングチャネル２７４を定寸することは、アクチュエータ５４Ａが過剰な摩擦を伴わずに変位することを可能にし、おそらく、円滑かつ予測可能な作動を確実にすることに役立ち得る。アクチュエータ５４Ａは、ルーティングチャネル２７４の全長に沿って、かつそこまで延在してもよい。アクチュエータ５４Ａがルーティングチャネル２７４から退出する点は、係留点８０に一致し、かつそのごく近傍にあり得る。マニピュレータ３６Ｄの外部のいくつかの滑車または他のルーティング要素が要求されないため、アクチュエータ５４Ａは、それらの全長まで制御された経路内で拘束されることができる。
主に図４５を参照すると、被駆動要素６２Ｄは、第１の係留点８０Ａと、第２の係留点８０Ｂとを含むことができる。係留点８０Ａ、８０Ｂはそれぞれ、別個のアクチュエータ５４Ａを係留してもよい。アクチュエータ５４Ａは、例えば、限定されないが、係留点８０Ａ、８０Ｂの一方または両方内で嵌合するように定寸され得る、例えば、クリンプまたはビーズ２８０を伴って、終端されることができる。クリンプまたはビーズ２８０は、定位置に粘着または別様に接着されてもよい。被駆動要素６２Ｄに取り付けられた２つまたはそれを上回るアクチュエータ５４Ａを伴う構成では、１つの材料が、例えば、第２の係留点８０Ｂに至る、チャネル２６２に架かるブリッジ２６３を形成してもよい。ブリッジ２６３は、デバイスが完全に組み立てられるときに被操作構成要素３８Ｄ（図４４）の外側表面２７０（図４４）の近位に配置されてもよい。アクチュエータ５４Ａは、制御された角度で被操作構成要素３８Ｄ（図４４）から退出するように、アクチュエータ５４Ａを拘束するためにブリッジ２６３の下に送られてもよい。被駆動要素６２Ｄは、たとえアクチュエータ５４Ａが各係留点８０Ａ、８０Ｂに係留されていなくても、複数の係留点８０Ａ、８０Ｂとともに使用されることができる。したがって、同一の金型が、被操作構成要素３８Ｄ（図４４）の側面毎に被駆動要素６２Ｄを加工するために使用されることができる。レール２８２Ａ、２８２Ｂは、被駆動要素６２Ｄの面２８１から延在することができる。レール２８２Ａおよび２８２Ｂは、被操作構成要素３８Ｄ（図４４）の外壁または外側表面２７０（図４４）の中へ陥凹状である進路の中に乗設してもよい。レール２８２Ａ、２８２Ｂは、例えば、限定されないが、ダブテール型であり得る。他のタイプのレール２８２Ａ、２８２Ｂも可能である。
ここで図４６を参照すると、シェルフまたはブレード様レール２８２Ｃが、被駆動要素６２Ｅの面２８１から延在して示されている。シェルフ様レール２８２Ｃは、被操作構成要素３８Ｄ（図４４）の外側表面２７０（図４４）内に陥凹状である進路の中に乗設してもよい。いくつかの構成では、シェルフ様レール２８２Ｃは、マニピュレータ３６Ｄ（図４４）の中のチャネル２６２内に乗設してもよい。
主に図４７を参照すると、マニピュレータシース３８Ｅおよびルーティング挿入物２７２Ａは、いくつかの異なるルーティングチャネル２７４Ａ−Ｅを含むことができる。ルーティングチャネル２７４Ａ−Ｅのうちのいずれかまたはルーティングチャネル２７４Ａ−Ｅの組み合わせが、使用されることができる。第１のルーティングチャネル２７４Ａは、ルーティング挿入物２７２の外側表面２７２Ａの中へ陥凹状である第１の部分２７５Ａと、マニピュレータシース３８Ｅの内部表面２７０Ａの中へ陥凹状である第２の部分２７５Ｂとを有することができる。第２のルーティングチャネル２７４Ｂは、完全にマニピュレータシース３８Ｅの壁内に配置されることができる。いくつかの構成では、ルーティング挿入物２７２Ａは、省略されてもよい。第３のルーティングチャネル２７４Ｃは、ルーティング挿入物２７２の外側表面２７２Ａの中へ陥凹状であり得る、トラフであることができる。第４のルーティングチャネル２７４Ｄは、マニピュレータシース３８Ｅの壁の内部表面２７０Ａの中へ陥凹状であるトラフであることができる。第３のルーティングチャネル２７４Ｃおよび第４のルーティングチャネル２７４Ｄは、例えば、限定されないが、「Ｕ」字形であり得る。第５のルーティングチャネル２７４Ｅは、完全にルーティング挿入物２７２Ａ内に配置されることができる。
主に図４８を参照すると、マニピュレータ３６Ｅは、マニピュレータ筐体７８Ｅと、いくつかの被駆動要素６２Ｅとを含むことができる。被操作構成要素３８Ａ、３８Ｂはそれぞれ、少なくとも１つの切り抜き２６６Ａ、２６６Ｂ、２６６Ｃ、２６６Ｄを含むことができる。ワイヤ等のアクチュエータ５４Ａ（図４４）は、切り抜き２６６Ａ−Ｄを通って退出してもよく、被駆動要素６２Ｅに係留されてもよい。切り抜き２６６Ａ、２６６Ｂ、２６６Ｃ、２６６Ｄは、相互と実質的に平行であり得、異なる平面上で交互配置されることができる。切り抜き２６６Ａ、２６６Ｂ、２６６Ｃ、２６６Ｄは、少なくとも１つのルーティングチャネル２７４（図４４）の場所に対応してもよい。切り抜き２６６Ａ、２６６Ｂ、２６６Ｃ、２６６Ｄの数は、被操作構成要素３８Ａ、３８Ｂを作動させるために使用される、被駆動要素６２Ｅの数に対応してもよい。切り抜き２６６Ａ、２６６Ｂ、２６６Ｃ、２６６Ｄは、切り抜きの長さ２６７が実質的に等しくあり得る、または切り抜き２６６Ａ、２６６Ｂ、２６６Ｃ、２６６Ｄのそれぞれの切り抜きの長さ２６７は、異なり得る。切り抜きの長さ２６７は、各被駆動要素６２Ｅの変位範囲６３を画定することができる。切り抜き２６６Ａ、２６６Ｂ、２６６Ｃ、２６６Ｄからのアクチュエータ５４Ａ（図４４）の退出点は、被駆動要素６２Ｅが動作中に変位されるにつれて変化することができる。切り抜きの長さ２６７は、アクチュエータ５４Ａが、関連付けられる被駆動要素６２Ｅの進行経路または変位範囲６３に沿った任意の場所において、被駆動要素６２Ｅの中へ切り抜き２６６Ａ、２６６Ｂ、２６６Ｃ、２６６Ｄから退出することができるように、選定されることができる。
主に図４９を参照すると、マニピュレータ３６Ｅ、第１の駆動構成要素３４Ａ、および第２の駆動構成要素３４Ｂは、動作可能な係合のために整合されることができる。障壁２４（図１６）、例えば、限定されないが、無菌障壁が、マニピュレータ３６Ｅと駆動構成要素３４Ａ、３４Ｂとの間に置かれてもよい。第１のマニピュレータ筐体部分７８Ｆは、マニピュレータ筐体７８の中への第１の突起９２Ａおよび第２の突起９２Ｂの突出を依然として収容しながら、マニピュレータ筐体７８の中への流体または残骸の進入を防止し得る、背斜もしくはアーチ構造２４３を含むことができる。第２のマニピュレータ筐体部分７８Ｇは、マニピュレータ筐体７８を完成させるように第１のマニピュレータ筐体部分７８Ｆに継合されてもよい。第２のマニピュレータ筐体部分７８Ｇは、例えば、駆動構成要素の突起９２Ａ、９２Ｂがマニピュレータ３６Ｅに進入することを可能にするように、穿孔２３０（図４１）またはスロット付きプラトー特徴２４２（図４２）を含んでもよい。
依然として主に図４９を参照すると、インターフェースプレート２９０、例えば、限定されないが、比較的平面的な剛性要素が、マニピュレータ３６Ｅおよび駆動構成要素３４Ａ、３４Ｂに適応することができる。駆動構成要素３４Ａ、３４Ｂは、任意の好適な様式でインターフェースプレート２９０に取り付けられてもよい。突起９２Ａ、９２Ｂは、インターフェースプレート２９０内の開口２９２Ａ、２９２Ｂを通って延在することができる。インターフェースプレート２９０は、マニピュレータ３６Ｅの陥凹２３６（図４１）の中へ着座し得る、いくつかの位置決め突起２９４を含むことができる。
主に図５０を参照すると、マニピュレータ３６Ｅがインターフェースプレート２９０上に着座されるとき、突起９２Ａ、９２Ｂは、マニピュレータ筐体７８の中へ延在し、被駆動要素６２（図５１）に係合してもよい。インターフェースプレート２９０は、いくつかの構成では、省略されてもよい。インターフェースプレート２９０がない構成では、マニピュレータ３６Ｅは、１つまたはそれを上回る駆動構成要素３４Ａ、３４Ｂ上に直接取り付けられてもよい、もしくは設置されてもよい。
ここで図５１を参照すると、被駆動要素６２は、設定中に駆動構成要素３４上へのマニピュレータ３６のドッキングを促進するように、マニピュレータ３６内の既知の位置で保持されてもよい。既知の位置はまた、ドッキング位置と称されてもよい。被駆動要素６２をドッキング位置に拘束することは、駆動構成要素３４へのマニピュレータ３６のドッキングに応じて、駆動要素６０が被駆動要素６２との係合のために容易に事前整合されることを可能にし得る。駆動構成要素３４は、例えば、被駆動要素６２のドッキング位置と整合するであろう係合位置まで突起９２を変位させてもよい。マニピュレータ３６が駆動構成要素３４上にドッキングされると、突起９２は、事前整合の結果として被駆動要素６２と係合してもよい。マニピュレータ３６がドッキングされ、突起９２および被駆動要素６２が係合されると、ドッキング位置で被駆動要素６２を保持する拘束は、被駆動要素６２の変位をさらに妨げないように除去されてもよい。種々の異なる拘束のうちのいずれかが、使用されてもよい。拘束は、いくつかの構成では、被駆動要素６２の一部に接触することができ、駆動構成要素３４との係合の前に被駆動要素６２の移動を禁止することができる、機械的干渉であってもよい。マニピュレータ３６および駆動構成要素３４が係合された後、拘束は、格納または非干渉位置に係止されてもよい。いくつかの構成では、駆動構成要素３４による被駆動要素６２の変位は、格納位置に拘束を駆動する力を提供してもよい。
図５１を参照し続けると、被駆動要素６２は、戻り止め６２Ｚを含んでもよい。戻り止め６２Ｚは、マニピュレータ３６またはマニピュレータ筐体７８に含まれる突起７８Ｚによって係合されてもよい。いくつかの構成では、突起７８Ｚは、戻り止め６２Ｚの中に着座し得る、隆起７８Ｙを含むことができる。突起７８Ｚが戻り止め６２Ｚの中に係合されるとき、突起７８Ｚは、既知またはドッキング位置で被駆動要素６２を保持してもよい。いくつかの構成では、突起７８Ｚは、マニピュレータ筐体７８の一部に対してカンチレバー状であり得る、ビームであることができる。突起７８Ｚは、マニピュレータ筐体７８の面から離れて戻り止め６２Ｚの中へ延在することができるように、マニピュレータ筐体７８と一体的に成形されてもよい。代替として、突起７８Ｚは、ねじりばね等のバイアス部材を用いて戻り止め６２Ｚの中へ付勢されてもよい。
ここで図５２を参照すると、駆動要素６０が被駆動要素６２を変位させると、突起７８Ｚは、戻り止め６２Ｚと係脱されてもよい。突起７８Ｚが戻り止め６２Ｚと係脱されると、突起７８Ｚは、それが被駆動要素６２との物理的接触から外れている格納位置に押進されてもよく、かつそこで保定されてもよい。いくつかの構成では、被駆動要素６２とマニピュレータ筐体７８との間に隙間６２Ｙがあり得る。突起７８Ｚが戻り止め６２Ｚと係脱されると、突起７８Ｚ、隆起７８Ｙは、隙間６２Ｙ内に嵌合しなくてもよく、突起７８Ｚは、格納位置に押進されてもよい。突起７８Ｚは、いったん戻り止め６２Ｚから係脱されると、格納位置で突起７８Ｚを保持することができる、フランジ７８Ｘを含んでもよい。被駆動要素６２が突起７８Ｚから係脱されるとき、フランジ７８Ｘは、最初にキャッチ７８Ｗに当接し、次いで、突起７８Ｚが格納位置に到達することを可能にするようにキャッチ７８Ｗの周囲で屈曲してもよい。格納位置では、突起７８Ｚは、被駆動要素６２に向かって突起７８Ｚを押勢することができる、復元力を受けてもよい。復元力は、その元の位置に戻ろうとする屈曲突起７８Ｚに起因してもよい、またはねじりばね（図示せず）等の付勢部材の結果であってもよい。フランジ７８Ｘは、復元力を受けて変形に実質的に抵抗するために十分に強固であり得る。すなわち、フランジ７８Ｘは、わずかに変形し得るが、それがキャッチ７８Ｗの周囲で屈曲する程度まで変形しなくてもよい。
主に図５３を参照すると、油圧動力型システム１３００は、マニピュレータ３６Ｅ、第１の駆動構成要素３４Ａと、第２の駆動構成要素３４Ｂと、インターフェースプレート２９０とを含むことができるが、それらを含むことに限定されない。障壁２４（図１７Ｂ）もまた、含まれることができる。駆動構成要素３４Ａ、３４Ｂはそれぞれ、いくつかの油圧管路７０Ｅと連通することができる。油圧管路７０Ｅはそれぞれ、モータアセンブリ７０のそれぞれによって駆動され得る、マスタシリンダ７０Ｄのそれぞれと動作可能に連通することができる。マスタシリンダ７０Ｄ内のピストン７０Ｇ（図１７Ｂ）がモータアセンブリ７０の動作によって変位されるとき、スレーブシリンダ７０Ｆ内のスレーブピストン７０Ｈ（図１７Ｂ）が変位されることができ、これは、駆動構成要素３４Ａ、３４Ｂ内の駆動要素６０（図１７Ｂ）および被駆動要素６２（図１７Ｂ）を変位させることができる。結果として、被操作構成要素３８が、作動されることができる。システム１３００のいくつかの構成では、モータアセンブリ７０は、駆動構成要素３４Ａ、３４Ｂから遠隔にあり得、駆動構成要素３４Ａ、３４Ｂは、よりコンパクトに作製されることができる。さらに、システム１３００のいくつかの構成では、駆動構成要素３４Ａ、３４Ｂによって生成される熱が、軽減されることができる。モータアセンブリ７０およびマスタシリンダ７０Ｄは、外科システム１０（図１）内の任意の好適な場所に存在し得る、遠隔エンクロージャ３０Ａの中に位置することができる。油圧管路７０Ｅは、遠隔エンクロージャ３０Ａから駆動構成要素３４Ａ、３４Ｂまで延在してもよい。いくつかの構成では、モータアセンブリ７０およびマスタシリンダ７０Ｄは、手術ロボット１６（図３）の基部３０（図３）内に含まれることができ、油圧管路７０Ｅは、アーム３２（図３）に沿って、またはアーム３２（図３）内で延在することができる。
ここで主に図５４を参照すると、力の伝達は、いくつかの方法で、例えば、限定されないが、第２の区分内の構成要素の変位を引き起こし得る、第１の区分内の構成要素の直線または回転変位を介して、行われてもよい。概して、外科システムは、被操作構成要素３８（図１６）等の２つの端部を伴う１つまたはそれを上回るシャフトを備える、少なくとも１つの装置を採用してもよい。被操作構成要素３８（図１６）の第１の端部は、手術道具５２（図１６）であり得る、１つまたはそれを上回るエンドツールもしくはエンドエフェクタを提供してもよい。マニピュレータ３８（図１６）の第２の端部は、（手動で、またはプロセッサの助けを借りてのいずれかで）マニピュレータ３８（図１６）および第１の端部上の任意の１つもしくは複数のエンドツール５２（図１６）を制御するように構成されることができる、制御システムとインターフェースをとってもよい。第１の端部は、本明細書では遠位端と称されてもよく、第２の端部は、本明細書では近位端と称されてもよい。マニピュレータ３６（図１６）は、マニピュレータ３６（図１６）の中に提供される複数の継手に起因して、関節動作されてもよい、または操縦可能であり得る。また、マニピュレータ３６（図１６）はまた、それを通して標的解剖学的部位がアクセスされ得る、管腔としての役割を果たしてもよい。手術器具５２（図１６）および／または潅注／吹送流体は、本管腔を介して患者１８（図１）に導入されてもよい。加えて、または代替として、管腔は、１つもしくはそれを上回るユーティリティ構成要素５４（図１６）（例えば、光、電力、またはデータ伝送構成要素、機械的制御構成要素、流体導管等、図４Ａ参照）を担持してもよい。他の構成では、１つまたは複数の手術器具５２（図１６）が、マニピュレータ３６（図１６）の遠位端において係合されてもよい。いくつかの構成では、マニピュレータ３８は、遠位端に配置されるエンドツールまたはエンドエフェクタ５２（図１６）を動作させるように構成され得る、いくつかのワイヤもしくはケーブルアクチュエータ５４Ａ（図４Ｂ）を含んでもよい。マニピュレータ３６（図１６）内のアクチュエータ５４Ａ（図１６）は、種々の構成における電気機械または電気油圧式駆動システムを用いて制御されてもよい。外科的手技中に、マニピュレータ３６（図１６）および／またはエンドツール５２（図１６）の一部は、患者１８（図１）の解剖学的空洞もしくは開口の中に完全または部分的に挿入されてもよい。
主に図５４を参照し続けると、外科システム１０（図１）は、第２の区分から外科システム１０（図１）の第１の区分を分離するように構成される障壁２４を含んでもよいが、それを含むことに限定されない。いくつかの構成では、障壁２４は、無菌障壁としての役割を果たし、無菌区分５１５から非無菌区分５１３を隔離してもよい。無菌障壁２４の場所は、外科的手技に応じて異なり得るが、主要な目的は、同一のままであってもよい（すなわち、無菌区分５１５からの非無菌区分５１３の隔離）。いくつかの構成では、障壁２４は、外科システム１０（図１）の使い捨て部分が外科システム１０（図１）の耐久性のある部分に取り付けられ得る、場所に置かれてもよい。力が、使い捨て部分の中の構成要素を制御するように、耐久性のある部分から使い捨て部分まで障壁２４を横断して伝達されてもよい。非無菌区分５１３は、高圧蒸気滅菌等の滅菌プロセスを要求することなく、いくつかの外科的手技に使用され得る、システム１０（図１）の耐久性のある部分を含んでもよい。非無菌区分５１３は、例えば、限定されないが、電気機械または電気油圧式駆動構成要素、処理構成要素、他の電子構成要素、ユーザインターフェース等の構成要素を含んでもよい。無菌区分５１５は、例えば、限定されないが、手術の終了時に交換または滅菌を要求し得る、システム１０（図１）の使い捨て部分を含んでもよい。
なおもさらに図５４を主に参照し続けると、代替として、障壁２４は、（コネクタとしても使用され得る）アクチュエータ５４Ａ（図１６）が、エンドツール５２（図１６）またはエンドツールと係合するように構成され得る、場所に配置されてもよい。アクチュエータ５４Ａ（図１６）およびエンドツール５２（図１６）の係合は、被操作構成要素３８（図１６）の第１または第２の端部のうちの１つにおいて提供されてもよい。他の構成では、障壁２４は、アクチュエータ５４Ａ（図１６）の遠位端に向かって任意の場所に配置されてもよい。障壁２４の場所はまた、外科システム１０（図１）のいずれの構成要素が、１回または限定数の使用後に容易に滅菌もしくは交換され得るか、および交換して滅菌することがより困難であるものに基づいて、選定されてもよい。
図５４を参照し続けると、障壁２４は、力が第１の障壁側面２４Ａから第２の障壁側面２４Ｂまで伝達されるにつれて、その完全性を維持してもよい。いくつかの構成では、障壁２４は、例えば、限定されないが、材料の単一の連続ブランケット、ドレープ、またはカーテンであってもよい。他の構成では、障壁２４は、単一の連続ブランケットまたはドレープと機能的に同等である一方で区画化されてもよい。障壁２４は、柔軟、耐久性、耐摩耗性、不透過性、および軽量であり得る、可撓性フィルムで作製されてもよい。いくつかの構成では、障壁２４は、同一または異なる材料の複数の層から成ってもよい。障壁２４に使用され得る材料は、ポリウレタンを含むことができるが、それに限定されない。障壁２４の少なくとも一部は、抗菌剤を含有するコーティングもしくは材料を含んでもよい、および／または障壁２４は、無菌パッケージの中で提供されてもよい。
図５４を参照し続けると、いくつかの構成では、障壁２４は、それを横断する力の伝達のためにいかなる調整または修正も要求しなくてもよい。いくつかの構成では、障壁２４は、障壁２４の１つの側面上の構成要素を受け入れ得る、および／またはそれを覆い得る、１つもしくはそれを上回るポケットを提供してもよい。いくつかの構成では、障壁２４は、修正を受けるように構成されてもよい、または具体的機構を使用して力の伝達を補完して促進するために、一体もしくは取り付けられた要素を含んでもよい。そのような修正は、製造中に障壁２４と要素を固定して取り付ける、または一体的に形成することを含んでもよいが、それを含むことに限定されない。そのような要素は、障壁２４の完全性を維持することができる様式で障壁２４に取り付けられてもよい。すなわち、要素の取付後に、障壁２４の一方の側面から他方の側面への連通を提供する、障壁２４内の間隙または他の経路がなくてもよい。要素は、種々の好適な様式のうちのいずれかで障壁２４に取り付けられてもよい。例えば、いくつかの構成では、障壁２４および要素の少なくとも一部は、相互に超音波溶接され得る、類似材料で作製されてもよい。障壁２４および要素は、ともにレーザ溶接されてもよい。障壁２４および要素は、ともに溶剤接着されてもよい。要素は、接着剤を用いて障壁２４に取り付けられてもよい。障壁２４および要素は、製造中に相互と一体的に形成されてもよい。いくつかの構成では、要素は、障壁２４上に外側被覆されてもよい。任意の他の好適な取付方法もまた、使用されてもよい。要素は、可撓性膜またはダイヤフラムによって囲繞され得る、内蔵架橋要素であってもよい。架橋要素は、非無菌区分５１３内の１つまたはそれを上回る構成要素と、および／もしくは無菌区分５１５上の１つまたはそれを上回る構成要素と係合するように構成されてもよい。
主に図５４を参照し続けると、無菌区分５１５は、外科的手技中に外科的タスクを行うように構成され得る、エンドツール５２（図１６）またはエンドエフェクタを含んでもよい。いくつかの構成では、エンドツール５２（図１６）の移動は、手動で動作され得る、または少なくとも１つのプロセッサによって、もしくはその助けを借りて制御され得る、駆動システムによって統制されてもよい。外科的手技を指図するように構成され得る、第１の構成要素のセットは、集合的に駆動要素６０と称されてもよい。それに対応して、自動的に駆動される、手動で、または自動的に支援されるように構成され得る、第２の構成要素のセットは、被駆動要素６２と称されてもよい。駆動要素６０は、完全または部分的に非滅菌区分５１３の中に配置されてもよく、被駆動要素６２は、完全または部分的に外科システム１０（図１）の無菌区分５１５の中に配置されてもよい。いくつかの構成では、駆動要素６０は、１つまたはそれを上回る被駆動要素６２を動作させてもよい。代替として、単一の駆動要素６０は、対応する被駆動要素６２を動作させてもよい。外科システム１０（図１）は、複数の駆動要素６０と、複数の関連付けられる被駆動要素６２とを含んでもよい。
図５４を参照し続けると、駆動要素６０および被駆動要素６２は、障壁２４に物理的に接触して、または接触することなく、障壁２４を横断して力を伝達するように配列されてもよい。他の構成では、力は、駆動要素６０および被駆動要素６２のうちの１つのみが障壁２４と接触した状態で障壁２４を横断して伝達されてもよい。障壁２４が駆動要素６０および被駆動要素６２と相互作用する様式にかかわらず、障壁２４は、力が障壁２４の一方の側面から他方の側面に伝達されるにつれてその完全性を保持することができる。非無菌区分５１３の中にあり得る、耐久性のある構成要素は、外科的手技の側面を指向して制御することに実質的に責任があり得る。例えば、耐久性のある構成要素は、所望の外科的タスクを行うように、１つまたはそれを上回るエンドツール５２（図１６）もしくはエンドエフェクタを誘導してもよい。駆動要素６０は、耐久性のある構成要素のうちの１つとして含まれてもよい。無菌区分５１５の中にあり得る、使い捨て構成要素のうちの１つまたはそれを上回るものは、標的解剖学的場所において所望の外科的手技を行うために採用されてもよい。無菌区分５１５の中にあり得る、使い捨て構成要素の少なくとも一部（例えば、手術道具５２（図１６））は、所望であれば手術中に置換または交換されてもよい。被駆動要素６２は、使い捨て構成要素として含まれてもよい。
図５４を参照し続けると、駆動要素６０は、平行移動または回転して変位し、障壁２４を通した被駆動要素６２への力の伝達を引き起こすように構成されてもよい。いくつかの構成では、障壁２４は、所定の力またはトルクが障壁２４を横断して渡されるにつれて、部分的もしくは完全に静止し得る。いくつかの構成では、障壁２４が変位してもよいが、障壁２４の変位は、それによって力が障壁２４を横断して伝達される、主要な手段である必要はない。障壁２４の主要機能は、無菌区分５１５から非滅菌区分５１３を隔離することであってもよい。いくつかの構成では、複数対の駆動要素６０および被駆動要素６２が、障壁２４上のいくつかの場所において単一の障壁２４と係合されてもよい。障壁２４は、駆動要素６０と被駆動要素６２との間に位置付けられ、いくつかの構成では、閉じ込められてもよい。いくつかの構成では、駆動要素６０の一部は、非滅菌側面または区分５１３上の障壁２４の第１の障壁側面２４Ａに隣接して配置されてもよい。協働被駆動要素６２の一部は、無菌側面または区分５１５上の障壁２４の第２の障壁側面２４Ｂに隣接して配置されてもよい。そのような配列は、駆動要素６０、障壁２４、および被駆動要素６２の間の力移転相互作用のための一連の機構を提供してもよい。力移転相互作用機構のうちの１つは、障壁２４との駆動要素６０および／または被駆動要素６２の物理的接触もしくは係合を要求してもよい。別の力移転相互作用機構は、障壁２４との駆動要素６０の一部および被駆動要素６２の一部との物理的接触を要求しなくてもよい。
主に図５５を参照すると、駆動要素６０と、障壁２４と、被駆動要素６２とを含む、力伝達配列５００の表現図が描写されている。障壁２４は、駆動要素６０と被駆動要素６２との間の中間場所に配置されてもよい。障壁２４はさらに、第１の障壁側面２４Ａと、第２の障壁側面２４Ｂとを含んでもよい。第１の障壁側面２４Ａは、外科システム１０（図１）の非滅菌側面５１３上の第１の障壁インターフェース接続表面としての役割を果たしてもよい。第２の障壁側面２４Ｂは、外科システム１０（図１）の無菌側面５１５上の第２の障壁インターフェース接続表面としての役割を果たしてもよい。障壁２４は、複数の駆動要素６０および被駆動要素６２ペアに適応するために十分大きくあり得、障壁側面２４Ａ、２４Ｂは、これらのペアが障壁２４を横断して力を伝達し得る、複数の部位を提供してもよい。いくつかの構成では、第１の障壁側面２４Ａ上の相互作用の部位は、所与の駆動要素６０および被駆動要素６２ペアのための第２の障壁側面２４Ｂとの相互作用の部位の正反対にあり得る。他の構成では、第１の障壁側面２４Ａ上の相互作用の部位は、第２の障壁側面２４Ｂ上の相互作用の部位の正反対になくてもよい。非滅菌側面５１３はまた、障壁２４と完全または部分的に相互作用するように構成され得る、駆動要素６０の第１の部分５０３を含むこともできる。第１の部分５０３はまた、本明細書では第１の障壁インターフェース接続部５０３と称されてもよい。いくつかの構成では、駆動要素６０は、１つを上回る第１の障壁インターフェース接続部５０３を含んでもよい。駆動要素６０は、例えば、限定されないが、駆動要素６０に力を及ぼすことができる電気機械または電気油圧式アセンブリによって変位されてもよい。滅菌側面５１５はまた、第１の障壁インターフェース接続部５０３から伝達される力を受容し得る、被駆動要素６２上の第２の部分５０４を含んでもよい。第２の部分５０４はまた、本明細書では第２の障壁インターフェース接続部５０４と称されてもよく、外科システム１０（図１）の滅菌側面５１５上に配置されてもよい。第１の障壁インターフェース接続部５０３は、第２の障壁インターフェース接続部５０４と併せて、駆動要素６０が変位されるにつれて障壁２４を横断した力の伝達を達成してもよい。
図５５を参照し続けると、第１の障壁インターフェース接続部５０３は、障壁２４の第１の障壁側面２４Ａと相互作用するように位置付けられてもよい。第２の障壁インターフェース接続部５０４は、障壁２４の第２の障壁側面２４Ｂと相互作用するように位置付けられてもよい。第１の障壁インターフェース接続部５０３が第１の障壁側面２４Ａと相互作用する機構および程度は、第２の障壁インターフェース接続部５０４が障壁２４の第２の障壁側面２４Ｂと相互作用する機構および程度に類似し得る、または異なり得る。いくつかの構成では、第１の障壁インターフェース接続部５０３と第１の障壁側面２４Ａとの間の係合のための第１の機構は、第２の障壁インターフェース接続部５０４と第２の障壁側面２４Ｂとの間の係合のための第２の機構を補完するように構成されてもよい。
主に図５６Ａを参照すると、力伝達配列６５０は、第１の力キャリア５２５を介して第１の障壁インターフェース接続部５０３と連通し得る、駆動要素６０を含むことができ、被駆動要素６２は、第２の力キャリア５２７を介して第２の障壁インターフェース接続部５０４と連通してもよい。力キャリア５２５、５２７は、限定されないが、中実または中空シャフト、駆動シャフト、ピストンシャフト、相互と提携もしくは独立して動作し得る１つまたはそれを上回るアクチュエータ５４Ａ（図１６）（例えば、ケーブル）を含む、管もしくは管腔、第１の障壁インターフェース接続部５０３および／または第２の障壁インターフェース接続部５０４に影響するように構成されるアクチュエータ５４Ａ（図１６）を含む、筐体、歯車列、またはそれらの任意の好適な組み合わせを含む、力を伝達ならびに／もしくは受容することが可能な任意の連結構成要素であってもよい。他の構成では、力キャリア５２５、５２７は、それぞれ、駆動要素６０および被駆動要素６２に伝達される、ならびに／もしくはそれらによって受容される力を増加または低減させるように構成されてもよい。
ここで図５６Ｂを参照すると、第１の筐体５４１が、非滅菌側面５１３上に提供されてもよく、第２の筐体５４２が、外科システム１０（図１）の無菌側面５１５上に提供されてもよい。駆動要素６０は、少なくとも部分的に第１の筐体５４１の中に配置されてもよく、被駆動要素６２は、少なくとも部分的に第２の筐体５４２の中に配置されてもよい。障壁２４を横断した力の伝達は、障壁２４および／または障壁２４内の要素と物理的に接触している駆動要素６０の一部ならびに被駆動要素６２の一部を伴って起こってもよい。そのような配列は、力伝達のための接触モードと称されてもよい。他の構成では、駆動要素６０および被駆動要素６２のうちの１つのみが、障壁２４または障壁２４内の要素に接触してもよい、もしくはいずれも接触しなくてもよい。駆動要素６０および被駆動要素６２のいずれも障壁２４に接触しない配列では、力は、非接触モードで障壁２４を横断して伝達されてもよい。力伝達に使用されるモードにかかわらず、障壁２４は、少なくとも部分的に第１の筐体５４１と第２の筐体５４２との間に配置されてもよい、または保持され／閉じ込められてもよい。筐体５４１、５４２は、障壁２４を横断してともに結合し、その結果として障壁２４を閉じ込めてもよい。筐体５４１、５４２は、外科システム１０（図１）の種々の他の構成要素を収納してもよい。例えば、第１の筐体５４１は、例えば、限定されないが、システム１０（図１）の電気機械または電気油圧式構成要素を収納してもよい。第２の筐体５４２は、少なくとも部分的に被操作構成要素３８（図１６）を収納してもよい。いくつかの構成では、複数の駆動要素６０および第１の障壁インターフェース接続部５０３が、第１の筐体５４１の中に配置されてもよい。第１の筐体５４１内の複数の駆動要素６０および第１の障壁インターフェース接続部５０３は、第２の筐体５４２内の複数の被駆動要素６２および第２の障壁インターフェース接続部５０４と相互作用してもよい。
ここで図５７を参照すると、力伝達のための接触配列は、マニピュレータ３６Ｅと、インターフェースプレート２９０と、第１の駆動構成要素３４Ａと、第２の駆動構成要素３４Ｂとを含むことができるが、それらを含むことに限定されない。駆動構成要素３４Ａ、３４Ｂは、突起９２Ａ、９２Ｂを変位させるように動作されることができる、いくつかの駆動要素６０（図１６）を含んでもよい。いくつかの構成では、突起９２Ａ、９２Ｂは、第１の障壁インターフェース接続部５０３（図５６Ａ）に類似し得る。マニピュレータ３６Ｅがインターフェースプレート２９０上にドッキングされるとき、駆動構成要素３４Ａ、３４Ｂの突起９２Ａ、９２Ｂは、マニピュレータ筐体７８を通って、第２の障壁インターフェース接続部５０４（図５６Ａ）として作用し得る、対応する被駆動要素６２（図１６）の中へ延在してもよい。突起９２Ａ、９２Ｂの直線変位は、被駆動要素６２の直線変位を引き起こすことができる。変位は、被操作構成要素３８Ａ、３８Ｂの特徴を作動させてもよく、アクチュエータ５４Ａ（図１６）等の力キャリアを下って伝達されてもよい。
図５７を参照し続けると、障壁２４は、駆動構成要素３４Ａ、３４Ｂおよびインターフェースプレート２９０からマニピュレータ３６Ｅを隔離することができる。障壁２４は、無菌側面５１５上のマニピュレータ３６Ｅおよび非無菌側面５１３上の駆動構成要素３４Ａ、３４Ｂを分離することができる、無菌障壁であってもよい。障壁２４は、マニピュレータ３６Ｅがインターフェースプレート２９０上にドッキングされるときにマニピュレータ３６Ｅと駆動構成要素３４Ａ、３４Ｂとの間で捕捉されることができる。障壁２４は、駆動構成要素３４Ａ、３４Ｂ毎にポケット状領域２４Ｃを含むことができる。ポケット状領域２４Ｃは、障壁２４の一体部分であってもよい、または任意の好適な手段、例えば、限定されないが、溶剤接着、外側被覆、および超音波溶接によって、障壁２４に取り付けられてもよい。ポケット状領域２４Ｃは、突起９２Ａ、９２Ｂを受容するように成形されることができる、いくつかのポケット９００を含んでもよい。ポケット９００はそれぞれ、マニピュレータ３６Ｅの中へ延在してもよく、例えば、被駆動要素６２（図１６）の受容構造２５０（図４３）の中へ突出してもよい。
ここで主に図５８を参照すると、突起９２Ａ、９２Ｂ（図５７）の直線変位およびそれらの個別の被駆動要素６２（図１６）の結果として生じる変位を可能にするために、障壁２４は、関連付けられるポケット９００の変位を提供することができる、いくつかの可変領域を含んでもよい。可変領域は、例えば、伸縮性材料で作製されてもよい、またはベローズ様であってもよい。可変領域は、障壁２４（図５７）のプリーツ付き区画２４Ｄ、２４Ｅであってもよい。プリーツ付き区画２４Ｄ、２４Ｅは、ポケット９００が変位されることを可能にする、障壁２４内のポケット９００の側面に位置してもよい、またはそれを包含してもよい。変位の量は、プリーツ付き区画２４Ｄ、２４Ｅ内のプリーツの表面積に依存し得る。ポケット９００がある方向に変位すると、プリーツ付き区画２４Ｄが、例えば、折り畳まれてもよい、または圧縮されてもよい一方で、プリーツ付き区画２４Ｅは、ポケット９００が変位することを可能にするために平坦化してもよい。
ここで図５９を参照すると、ポケット９００は、プリーツ付き区画２４Ｄに向かって図５８のポケット９００に対して変位している。結果として、プリーツ付き区画２４Ｄは、折り畳んで圧縮されることができる。プリーツ付き区画２４Ｅは、平坦化して変位を可能にすることができる。
ここで図６０を参照すると、図５７の領域Ｙ中で、ポケット状領域２４Ｃ中のポケット９００はそれぞれ、障壁２４のプリーツ付き区画２４Ｆによって包含されることができる。プリーツ付き区画２４Ｆは、ポケット９００が変位することを可能にするように、折り畳んで平坦化してもよい。プリーツ付き区画２４Ｆは、単一のプリーツまたは複数のプリーツを含むことができる。
ここで図６１を参照すると、障壁２４は、ポケット状領域２４Ｇを含むことができる。ポケット状領域２４Ｇは、プリーツ付き区画２４Ｈによって包含され得る、ポケット９００Ａを含むことができる。プリーツ付き区画２４Ｈは、複数のプリーツ２４Ｉ、２４Ｊ、２４Ｋを含むことができる。複数のプリーツ２４Ｉ、２４Ｊ、２４Ｋは、ポケット９００Ａの増加した変位を可能にし得る。加えて、複数のプリーツ２４Ｉ、２４Ｊ、２４Ｋは、ポケット９００Ａの所与の変位位のために、いずれか１つのプリーツ２４Ｉ、２４Ｊ、２４Ｋに加えられる応力の量を限定することに役立ち得る。プリーツ付き区画２４Ｈはまた、外側尖頭２４Ｌを含んでもよい。外側尖頭２４Ｌは、例えば、限定されないが、ポケット９００Ａの直線変位経路を横断する方向にポケット９００Ａから突出してもよい。外側尖頭２４Ｌは、プリーツ２４Ｉ、２４Ｊ、２４Ｋの折畳および平坦化を指向することに役立ち得、障壁２４のプリーツなし部分の集積または歪曲を低減ならびに／もしくは回避し得る。
ここで主に図６２Ａを参照すると、非接触トルク伝達配列６６０のいくつかの構成は、１つまたはそれを上回る磁気結合の使用を含んでもよい。磁気結合の使用は、設定中に第１の筐体５４１（図５６Ｂ）を第２の筐体５４２（図５６Ｂ）に位置付けて固着することに役立つという二次機能を果たしてもよい。いくつかの構成では、トルク伝達配列６６０のための磁気結合は、側面５１３、５１５（図５６Ｂ）のうちの一方の上に磁石、側面５１３、５１５（図５６Ｂ）のうちの他方の上に金属材料を提供してもよい。金属材料はまた、磁化材料であってもよい。磁気結合を伴う構成では、１つまたはそれを上回る磁石は、第１の障壁インターフェース接続部５０３として機能してもよく、別の磁石または磁石群は、第２の障壁インターフェース接続部５０４として機能してもよい。障壁インターフェース接続部５０３、５０４のそれぞれの中の１つまたは複数の磁石は、障壁インターフェース接続部５０３、５０４のうちの他方の上の対向磁極を有する磁石と整合してもよい。適切な遷移金属、希土類金属、または合金等の磁気的性質を示す任意の好適な材料が、使用されてもよい。ネオジムを含有する磁石が、いくつかの構成で使用されることができるが、そうされることに限定されない。いくつかの構成では、障壁インターフェース接続部５０３、５０４のそれぞれで使用される磁石のタイプは、異なり得る。第１の種々の磁石または磁性材料が、第１の障壁インターフェース接続部５０３に含まれてもよく、第２の種々の磁石または磁性材料が、第２の障壁インターフェース接続部５０４に含まれてもよい。
主に図６２Ａを参照し続けると、磁気結合は、間隙５０２を横断してトルクを伝達することができる。障壁２４（図５６Ｂ）は、間隙５０２に置かれてもよい。障壁インターフェース接続部５０３、５０４はそれぞれ、所定の力を第１の障壁インターフェース接続部５０３から第２の障壁インターフェース接続部５０４に伝達するように、障壁２４（図５６Ｂ）から所定の距離に配置されてもよい。障壁２４（図５６Ｂ）は、非無菌側面５１３（図５６Ｂ）上の間隙５０２の一部が無菌側面５１５（図５６Ｂ）上のものに実質的に等しくあり得るように、間隙５０２の中に置かれてもよい。力は、障壁インターフェース接続部５０３、５０４のそれぞれを構成する１つまたは複数の磁石の極の間の磁気引力および／もしくは反発の結果として、伝達されてもよい。いくつかの構成では、第１の障壁インターフェース接続部５０３は、第１の磁石または磁気区画のセットを含んでもよいが、それを含むことに限定されず、第２の障壁インターフェース接続部５０４は、第２の磁石または磁気区画のセットを含んでもよいが、それを含むことに限定されない。障壁インターフェース接続部５０３、５０４は、第１の磁石または磁気区画のセットの中の極が、第２の磁石または磁気区画のセットの中の対向極に対面し得るように、整合されてもよい。そのような整合は、第１の障壁インターフェース接続部５０３から第２の障壁インターフェース接続部５０４へのトルク伝達を促進してもよい。加えて、各障壁インターフェース接続部５０３、５０４内の隣接する磁石または磁気区画は、それらの極が反対方向に配向されるように整合されてもよい。他の構成では、第１の障壁インターフェース接続部５０３は、第１の単一の連続磁石を含んでもよいが、それを含むことに限定されず、第２の障壁インターフェース接続部５０４は、第２の連続磁石を含んでもよいが、それを含むことに限定されない。なおも他の構成では、複数のＮおよびＳ極（例えば、半径方向焼結磁気リング）を含むように磁化されているモノリシックな材料片が、第１の障壁インターフェース接続部５０３および第２の障壁インターフェース接続部５０４のそれぞれに使用されてもよい。
主に図６２Ａを参照し続けると、障壁インターフェース接続部５０３、５０４は、障壁２４（図５６Ｂ）の個別の側面上の１つまたはそれを上回る力キャリア５２５、５２７に結合されてもよい。いくつかの構成では、力キャリア５２５、５２７は、駆動シャフトであることができる。他の構成では、非滅菌側面５１３（図５６Ｂ）上に配置される力キャリア５２５は、駆動要素６０（図１６）に含まれてもよく、力キャリア５２５を回転させてもよい。回転は、ひいては、第１の障壁インターフェース接続部５０３を回転させてもよい。第１の障壁インターフェース接続要素５０３と第２の障壁インターフェース接続要素５０４との間に存在する磁気結合の結果として、第２の障壁インターフェース接続要素５０４および第２の力キャリア５２７は、第１の障壁インターフェース接続要素５０３と同種に回転してもよい。したがって、障壁インターフェース接続要素５０３、５０４の間の磁気的関係は、トルクが障壁２４（図５６Ｂ）を横断して伝達されることを可能にし得る。第２の力キャリア５２７の移動は、手術道具５２（図１６）等の作動される構成要素に伝達されてもよい。
主に図６２Ｂを参照すると、障壁２４（図５６Ｂ）は、手術中に間隙５０２の中に配置されてもよく、間隙５０２は、障壁配置間隙５０２と称されてもよい。間隙５０２は、動作中に実質的に一定に保持される所定の距離であってもよい。所定の距離は、障壁２４が障壁インターフェース接続部５０３、５０４の間に置かれ得るが、障壁インターフェース接続部５０３、５０４のいずれとも接触し得ないように選定されてもよい。所定の距離は、所望の量のトルクがそれを横断して伝達され得るように選定されてもよい。所定の距離が増加されると、移転されるトルクの量が減少してもよい。いくつかの構成では、間隙５０２は、約０．１０〜０．５０インチの距離であってもよい。いくつかの構成では、間隙５０２は、約０．１２５〜０．３０インチであってもよい。間隙５０２は、障壁２４の両側で対称ではない場合がある。間隙５０２を横断した力の伝達は、障壁２４のいかなる途絶も伴わずに起こってもよい。結果として、障壁２４は、非無菌区分５１３（図５６Ｂ）から隔離された状態で無菌区分５１５（図５６Ｂ）を保つように機能してもよい。間隙５０２の距離は、使用される種々の磁気結合に依存し得る。
主に図６２Ｃを参照すると、第１の障壁インターフェース接続部５０３が説明されるが、説明は、磁気結合の一部としての役割を果たすことができる、任意の障壁インターフェース接続部５０３、５０４（図６２Ａ）に適用され得る。磁石５０９Ａは、隣接する磁石５０９Ｂと反対の極性を有するように配列されてもよい。磁石の数は、種々の構成で異なり得る。例えば、いくつかの構成は、各障壁インターフェース接続要素５０３、５０４（図６２Ａ）に６つの磁石５０９Ａ、５０９Ｂを含んでもよい。各磁石５０９Ａ、５０９Ｂは、磁石５０９Ａ、５０９Ｂが組立中に置かれ得る、空隙６６１を含み得る、筐体６６２に含まれてもよい。筐体６６２は、限定されないが、金属、セラミック、ガラス、およびプラスチックを含む、任意の好適な材料で作製されてもよい。いくつかの構成では、筐体６６２のために選定される材料は、例えば、力キャリア５２５に接着または超音波溶接するために適合性である材料から選定されてもよい。筐体６６２はまた、所望の様式で磁石５０９Ａ、Ｂの磁束経路に影響を及ぼすよう構築されてもよい。例えば、磁束経路は、１つまたはそれを上回る閉ループ経路を作成するよう影響されてもよい。そのような構成では、筐体６６２の一部（例えば、面６６４（図６２Ａ）は、障壁インターフェース接続部５０３の中に磁気回路を作成することができる、金属材料で作製されてもよい。いくつかの構成では、筐体６６２は、磁石５０９Ａ、５０９Ｂが相互から約１８０°に位置付けられ、磁気回路の中でともにまとめられることができるように、構築されてもよい。例えば、磁石５０９Ａ、５０９Ｂの３つのセットを伴う構成では、３つの磁気回路が、筐体６６２の影響を受けて作成されてもよい。例えば、障壁インターフェース接続部５０３は、例えば、限定されないが、駆動シャフト等の力キャリア５２５用の受容特徴６６６を含むことができる。受容特徴６６６は、キー状であり得る。いくつかの構成では、受容特徴６６６は、力キャリア５２５の協働特徴が着座し得る、切り欠き６６８を含んでもよい。いくつかの構成では、力キャリア５２５は、例えば、力キャリア５２５および障壁インターフェース接続部５０３が相互に対して回転しないことを確実にするように、完全に組み立てられたときに切り欠き６６８の中で受容され得る、隆起６７０を含んでもよい。
ここで図６３Ａを参照すると、トルク伝達配列６７２は、１つまたはそれを上回る力キャリア５２５、５２７と、障壁インターフェース接続部５０３、５０４と、障壁２４とを含むことができる。障壁インターフェース接続部５０３、５０４はそれぞれ、１つまたはそれを上回る磁石を含んでもよく、組み立てられたときに相互と磁気的に結合してもよい。障壁配置間隙５０２（図６３Ｂ）は、障壁２４を受容し、また、非無菌側面５１３から無菌側面５１５へのトルク移転を可能にするように構成されてもよい。力の伝達は、障壁２４のいかなる断絶および／または無菌側面５１５の汚染も伴わずに起こってもよい。結果として、障壁２４は、非無菌区分５１３から分離された状態で無菌区分５１５を保つように機能してもよい。
ここで図６３Ｂを参照すると、第１の障壁インターフェース接続部５０３は、第１の力キャリア５２５を受容することができる、第１の受容空洞５２３を提供してもよい。第２の障壁インターフェース接続部５０４は、第２の力キャリア５２７を受容することができる、第２の受容空洞５２６を提供してもよい。障壁インターフェース接続部５０３、５０４はまた、１つまたはそれを上回る締結具受容空隙５２８、５２９もしくは類似特徴を含んでもよい。任意の好適な締結具は、障壁インターフェース接続部５０３、５０４に対するキャリア５２５、５２７の力の回転を禁止するように、締結具受容空隙５２８、５２９の中に挿入されてもよい。いくつかの構成では、異なる機構が、力キャリア５２５、５２７を障壁インターフェース接続部５０３、５０４に結合するために使用されてもよい。いくつかの構成では、力キャリア５２５、５２７の一方または両方が、障壁インターフェース接続部５０３、５０４に恒久的に結合されてもよい。そのような構成では、構成要素は、ともに（超音波もしくは別様に）溶接されてもよい、接着剤を用いて結合されてもよい、またはともに溶剤接着されてもよい。加えて、ねじ山付き結合またはナットおよびボルト型配列もまた、使用されてもよい。当業者に明白であろう任意の他の機構が、障壁インターフェース接続部５０３、５０４を力キャリア５２５、５２７と結合するために使用されてもよい。
ここで図６４Ａを参照すると、トルク伝達配列５２０は、第１の障壁インターフェース接続部５０３を伴う駆動要素６０と、障壁２４と、第２の障壁インターフェース接続部５０４を伴う被駆動要素６２とを含むことができる。トルク伝達配列５２０は、駆動要素６０の一部および被駆動要素６２の一部が障壁２４に接触する、接触配列であってもよい。動作時に、障壁２４は、駆動要素６０の１つまたはそれを上回る部品と物理的に接触および／もしくは被駆動要素６２の１つまたはそれを上回る部品と物理的に接触してもよい。障壁２４の接触した部分は、係合部位と称されてもよい。係合部位を通した接触は、非無菌区分５１３内の駆動要素６０から無菌区分５１５内の被駆動要素６２へのトルクの伝達を可能にし得る。第２の障壁インターフェース接続部５０４は、伝達されたトルクを受容し、それをエンドツール５２（図１６）等の作動される特徴に渡し、外科的タスクを促進するように構成されてもよい。いくつかの構成では、障壁２４は、いかなる修正または調整も受けなくてもよい。力は、障壁２４の少なくとも一部が駆動要素６０の１つまたはそれを上回る部分と被駆動要素６２の１つまたはそれを上回る部分との間で物理的に接触されて閉じ込められた状態で、第１の障壁側面２４Ａから第２の障壁側面２４Ｂに移転されてもよい。他の構成では、障壁２４は、非無菌側面５１３から１つまたはそれを上回る部分および／もしくは無菌側面５１５から１つまたはそれを上回る部分を受容するためのレセプタクルもしくは受容器を提供するように、調整または修正、例えば、限定されないが、構成されてもよい。他の構成では、架橋要素または複数の架橋要素が、障壁２４の一部として提供されてもよい。架橋要素は、駆動要素６０の一部および／または被駆動要素６２の一部に係合するように構成されてもよい。
図６４Ａを参照し続けると、基準軸５３５は、それを中心として駆動要素６０および被駆動要素６２が回転し得る、回転軸としての役割を果たしてもよい。トルクが駆動要素６０から被駆動要素６２に伝達されると、障壁２４が変位させられてもよい。具体的には、トルクが移転されると、章動「揺らぎ」が起こり、障壁２４が回転することを要求することなく、かつ障壁２４内の回転シールを必要とすることなく、トルクが移転されることを可能にし得る。障壁２４の変位は、いくつかの異なる基準軸、例えば、第２の基準軸または傾転軸５３９に対して説明され得る。第２の基準軸５３９は、障壁面２４Ａ、２４Ｂと垂直であり得る。障壁２４は、角度Oが基準軸５３５と傾転軸５３９との間に形成され得るように、第１の障壁インターフェース接続要素５０３と第２の障壁インターフェース接続要素５０４との間で保持されてもよい。トルクが第１の障壁側面２４Ａから第２の障壁側面２４Ｂに伝達されると、角度Oが維持されてもよい。傾転軸５３９は、例えば、第１の章動経路５３７に従って、基準軸５３５を中心として章動してもよい。傾転軸５３９はまた、第１の障壁側面２４Ａおよび第２の障壁側面２４Ｂに対して実質的に垂直な配向を維持してもよい。点線インジケータ５３８は、基準軸５３５を中心とした駆動要素６０および被駆動要素６２の約１８０°の回転後の傾転軸５３９ならびに障壁２４の位置を示す。障壁２４の第１の面２４Ａと基準軸５３５との間の障壁角度αはまた、障壁２４を横断したトルク伝達中に実質的に一定であり得る。
ここで図６４Ｂを参照し続けると、章動はまた、種々の他の軸に対して説明され得る。例えば、第３の基準軸または障壁章動軸５４１は、トルクがトルク伝達配列５２０を介して伝達される際の障壁２４の変位を説明するために使用されてもよい。障壁章動軸５４１は、基準軸５３５と実質的に垂直であり得、障壁２４が基準軸５３５に交わる点で基準軸５３５に交差するよう配置されてもよい。障壁章動軸５４１はまた、障壁章動軸５４１と称されてもよい。障壁章動軸５４１は、障壁２４と角度βを形成してもよい。第１の障壁インターフェース接続部５０３から第２の障壁インターフェース接続５０４に伝達されるトルクは、第２の章動経路５３６に従って障壁章動軸５４１を中心として障壁側面２４Ａ、２４Ｂの少なくとも一部を章動させてもよい。点線輪郭５０１Ａは、基準軸５３５を中心とした駆動要素６０および被駆動要素６２の約１８０°の回転後の障壁２４の位置を示す。トルクが伝達されている間に障壁２４が変位すると、角度βは、実質的に一定のままであってもよい。
ここで図６４Ｃ−６４Ｆを参照すると、障壁２４は、基準軸５３５を中心とした駆動要素６０（図６４Ｂ）および被駆動要素６２（図６４Ｂ）の回転が起こるにつれて変位される。具体的には、図６４Ｃ−６４Ｆの進歩は、トルクが第１の障壁側面２４Ａから第２の障壁側面２４Ｂに伝達される際の障壁２４の章動「揺らぎ」を図示する。障壁２４の章動「揺らぎ」は、任意の規模であることができ、本明細書のいかなる図示される構成によっても限定されない。いくつかの構成では、係合部位における、およびその周囲の障壁２４の小さい区画のみが、変位されてもよい。個別の被駆動回転インジケータＡ’、Ｂ’、Ｃ’、およびＤ’に対応する、駆動回転インジケータＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤの変位は、駆動要素６０ならびに被駆動要素６２の回転を表す。図６４Ｃでは、トルク伝達配列５２０は、初期位置にある。図６４Ｃ−６４Ｆのそれぞれの中の駆動要素６０（図６４Ｂ）および被駆動要素６２（図６４Ｂ）は、前述の図のそれぞれの中のそれらの位置から約９０°回転して変位されている。トルクは、駆動要素６０（図６４Ｂ）の回転変位によって障壁２４を横断して伝達されることができる。障壁２４上の参照マーキング６７４は、障壁２４が回転する必要なく、かつ障壁２４内の回転シールを必要とすることなく、トルクが伝達されることを示す。加えて、障壁２４の章動変位は、障壁２４の完全性へのいかなる歪曲または影響も伴わずに、トルク伝達を促進してもよい。
ここで図６５Ａ−６５Ｄを参照すると、トルク伝達配列５３０は、接触モードで障壁２４の非無菌側面５１３から無菌側面５１５にトルクを伝達することができる。図６５Ａを具体的に参照すると、トルク伝達配列５３０は、無菌側面５１５上の複数の連合構成要素と協働する、非無菌側面５１３上の複数の構成要素を含んでもよい。非無菌側面５１３上の構成要素は、第１の障壁インターフェース接続要素５０３に含まれてもよい。無菌側面５１５上の連合構成要素は、第２の障壁インターフェース接続要素５０４に含まれてもよい。第１の障壁インターフェース接続要素５０３は、例えば、限定されないが、第１の力キャリア５５５と、第１の平面本体５４３と、第１のキャップ基部５５１と、第１の係合キャップ５４７とを含んでもよい。第２の障壁インターフェース接続要素５０４は、第２の係合キャップ５４９と、第２のキャップ基部５５３と、第２の平面本体５４５と、第２の力キャリア５５７とを含んでもよい。いくつかの構成では、第１および第２の力キャリア５５５、５５７は、トルク伝達エージェント（例えば、駆動シャフト）であってもよい。第１および第２の力キャリア５５５、５５７は、力キャリア５５５、５５７および平面本体５４３、５４５が相互に対して回転し得ないように、平面本体５４３、５４５に結合されてもよい。任意の好適な結合方法、例えば、限定されないが、ねじ山付き結合部、締結具（例えば、位置決めねじ）、締まり嵌め、スナップ嵌合、接着剤／糊／エポキシ、超音波またはレーザ溶接等の溶接手順、溶剤接着、ばね荷重バヨネットマウント、およびその他が、使用されてもよい。代替として、力キャリア５５５、５５７、平面本体５４３、５４５、およびキャップ基部５５１、５５３の各セットは、例えば、構成に応じて機械加工または成形され得る、単一の部品として形成されてもよい。
主に図６５Ａを参照し続けると、無菌側面５１５から非無菌側面５１３を隔離する障壁２４の少なくとも一部が、キャップ５４７、５４９の間で捕捉されてもよい。第１の障壁インターフェース接続キャップ５４７および第２の障壁インターフェース接続キャップ５４９は、組み立てられたときに障壁２４に接触し、障壁２４を通して相互と係合または相互係止してもよい。基準軸５３５を中心とした障壁インターフェース接続部５０３、５０４の回転は、障壁２４の変位を引き起こすことができる。障壁２４は、基準軸５３５を中心として傾転軸５３９を章動させることができる様式で変位してもよい。傾転軸５３９は、基準軸５３５と角度O（図６４Ａ）を形成してもよく、本角度は、傾転軸５３９が章動するにつれて維持されてもよい。加えて、第１の障壁インターフェース接続キャップ５４７および第２の障壁インターフェース接続キャップ５４９は、基準軸５３５を中心として障壁インターフェース接続部５０３、５０４の回転が起こっている間に、障壁２４の閉じ込められた部分が基準軸５３５に対して角度α（図６４Ａ）にあり、それを維持するように、障壁２４を閉じ込めてもよい。第１の力キャリア５５５は、トルク発生器（例えば、モータ）からトルクを受容し、トルクを第１の平面本体５４３に伝達するように構成されてもよい。第１の平面本体５４３はさらに、第１の平面本体５４３から延在し、基準軸５３５に対する角度５５１Ｂにある面５５１Ａを有し得る、基部５５１を含んでもよい。面５５１Ａは、端部キャップ５４７の中に収納される第１の軸受アセンブリ５６５（図６５Ｃ）のための搭載プラットフォームまたは台としての役割を果たしてもよい。第１の軸受アセンブリ５６５（図６５Ｃ）は、基部５５１に対して端部キャップ５４７の回転変位を可能にし得る。いくつかの構成では、端部キャップ５４７は、軸受アセンブリ５６５（図６５Ｃ）の外面を提供してもよい。
主に図６５Ａを参照し続けると、無菌側面５１５は、非無菌側面５１３から伝達されるトルクを受容するように構成され得る、協働構成要素を提供してもよい。これらの構成要素は、集合的に障壁インターフェース接続部５０４と称されてもよく、被駆動要素６２（図６４Ｂ）に含まれてもよい。これらの構成要素は、障壁２４の非無菌側面５１３上のものと類似し得る、または同じであり得る。例えば、被駆動障壁インターフェース接続部５０４は、第２の障壁インターフェース接続キャップ５４９と称され得る、第２のキャップ４９に封入され得る第２の軸受アセンブリ５６７（図６５Ｃ）を含んでもよい。第２の軸受アセンブリ５６７（図６５Ｃ）は、第２の基部５５３に対して第２の端部キャップ５４９の回転変位を可能にし得る。第２の障壁インターフェース接続キャップ５４９および収納された軸受５６７（図６５Ｃ）は、第２の基部５５３上に搭載されてもよい。第２の基部５５３は、基準軸５３５に対して角度５５１Ｃで配向され、第２の平面本体５４５から延在し得る、面５５１Ｄを含んでもよい。第２の平面本体５４５は、例えば、限定されないが、駆動シャフト等の第２の力キャリア５５７に取り付けられてもよい。第２の力キャリア５５７は、伝達されたトルクを受容し、それをエンドエフェクタ５２（図１６）等の作動される構成要素に前進させるように構成されてもよい。加えて、障壁インターフェース接続キャップ５４７、５４９は、端部キャップ５４７、５４９のそれぞれの面が傾転軸５３９と垂直であり得るように、個別の基部５５１、５５３の上に配置されてもよい。トルクの伝達中に、トルク伝達配列５３０は、基準軸５３５を中心として回転するように構成されてもよい。トルク伝達配列５３０の動作は、例えば、限定されないが、障壁２４の応答章動移動を引き起こしてもよい。トルクは、障壁２４の回転、障壁２４内の回転シール、または障壁２４内の不連続性（例えば、孔）を必要とすることなく、伝達されてもよい。トルク伝達配列５３０は、非無菌側面５１３から無菌側面５１５へのトルクの伝達中に、端部キャップ５４７、５４９の面が傾転軸５３９と垂直のままであることを可能にし得る。
ここで図６５Ｂを参照すると、端部キャップ５４７、５４９は、協働係合または相互係止特徴を含んでもよい。例えば、端部キャップ５４７、５４９のうちの１つは、溝付き陥凹またはくぼみ５４６を含んでもよい。端部キャップ５４７、５４９のうちのもう１つは、溝付き陥凹５４６の中へ噛合することができる、隆起特徴５４８を含んでもよい。５４７、５４９のそのような噛合は、トルク伝達配列５３０を通したトルクの伝達中に端部キャップ５４７、５４９の係合を維持することに役立ち得る。いくつかの構成では、溝付き陥凹５４６は、面５８０に含まれることができ、隆起特徴５４８は、面５８１（図６５Ｄ）に含まれることができる。面５８０、５８１（図６５Ｄ）は、動作中に障壁２４と係合することができる。溝付き特徴５４６は、端部キャップ５４７、５４９の表面を部分的または完全に占有してもよい。いくつかの構成では、溝付き特徴５４６は、端部キャップ５４７、５４９の周囲の近傍に配置され得るが、そうであることに限定されない、環状特徴であることができる。隆起特徴５４８は、端部キャップ５４７、５４９の表面を部分的または完全に占有してもよい。いくつかの構成では、隆起特徴５４８は、端部キャップ５４７、５４９の周囲の近傍に位置し得るが、そうであることに限定されない、環状特徴であることができる。溝付き陥凹５４６および隆起特徴５４８、ならびに端部キャップ５４７、５４９は、平滑で丸みを帯び得る、または丸みを帯びた縁を有してもよい。いくつかの構成では、溝付き陥凹５４６および隆起特徴５４８ならびに端部キャップ５４７、５４９は、軟質の柔軟材料または低い摩擦係数を伴う材料から作製されてもよい、もしくはそれで被覆されてもよい。他の構成では、協働係合または相互係止特徴は、異なり得る。障壁２４は、トルク伝達配列５３０が障壁２４と係合されるときに、端部キャップ５４７、５４９の間に閉じ込められてもよい。障壁２４が閉じ込められ得る部位は、係合部位５６３と称されることができる。任意の係合部材が、端部キャップ５４７、５４９に加えて、代わりに障壁インターフェース接続部５０３、５０４上に含まれてもよい。代替係合部材は、平滑であり、丸みを帯びた縁を有してもよい。係合部材はまた、軟質の柔軟材料または低い摩擦係数を伴う材料から作製されてもよい、もしくはそれで被覆されてもよい。
ここで図６５Ｃを参照すると、図６５Ａに示されるトルク伝達配列５３０の断面図が描写されている。障壁２４は、非無菌側面５１３上の端部キャップ５４７と無菌側面５１５上の端部キャップ５４９との間に閉じ込められる、または保持されることができる。第１の軸受アセンブリ５６５は、非無菌側面５１３上に提供されてもよく、第２の軸受アセンブリ５６７は、無菌側面５１５上に提供されてもよい。第１のキャップ基部５５１および第２のキャップ基部５５３は、第１の支持柱５７０ならびに第２の支持柱５７１を提供してもよい。支持柱５７０、５７１は、キャップ基部５５１、５５３の表面から突出してもよい。第１の支持柱５７０は、第１の軸受アセンブリ５６５の内側案内溝に当接してもよい。第２の支持柱５７１は、第２の軸受アセンブリ５６７の内側案内溝に当接してもよい。第１の軸受アセンブリ５６５は、キャップ基部５５１および支持柱５７０に対する端部キャップ５４７の低摩擦変位を促進してもよい。同様に、第２の軸受アセンブリ５６７は、キャップ基部５５３および支持柱５７１に対する端部キャップ５４９の低摩擦変位を促進してもよい。軸受アセンブリ５６５、５４７は、それぞれ、非無菌側面５１３および無菌側面５１５上で所定の軸方向およびモーメント負荷を支持するように選択されてもよい。いくつかの構成では、軸受アセンブリ５６５、５６７は、ボール軸受アセンブリまたは針軸受アセンブリ等のロール要素軸受アセンブリであってもよいが、それに限定されない。いくつかの構成では、角度接触軸受が使用されてもよい。
ここで図６５Ｄを参照すると、障壁２４は、第１の障壁インターフェースキャップ５４７と第２の障壁インターフェースキャップ５４９との間に閉じ込められることができる。第１の障壁インターフェース接続部５０３および第２の障壁インターフェース接続部５０４が障壁２４に接近すると、溝付き陥凹５４６ならびに隆起特徴５４８は、それらの間で障壁２４を相互係止して保持してもよい。トルクの伝達中に、端部キャップ５４７、５４９は、係合されたままであってもよく、障壁２４は、端部キャップ５４７、５４９の間に閉じ込められたままであってもよい。
ここで図６５Ｅを参照すると、トルク伝達配列５３０（図６５Ｃ）の第１の障壁インターフェース接続部５０３（図６５Ｃ）は、単一の部品としてともに機械加工または成形され得る、単一の連続構造であり得る、平面本体５４３と、基部５５１とを含むことができる。第２の障壁インターフェース接続部５０４（図６５Ｃ）の構成要素は、第１の障壁インターフェース接続部５０３（図６５Ｃ）のものと類似し得る、または同じであり得る、もしくは異なり得る。
ここで図６５Ｆおよび図６５Ｇを参照すると、端部キャップ５４７、５４９の相互係止特徴に関連する付加的構成が示されている。図６５Ｆは、端部キャップ５４７の面５８０上の半径方向に配列された溝付き特徴５４６を描写する。対向端部キャップ５４９の面５８１上の隆起特徴５４８の協働半径方向配列も、含まれる。溝付き特徴５４６および隆起特徴５４８が、端部キャップ５４７、５４９の面５８０、５８１上で交換可能に配列され得ることに留意されたい。動作時に、トルク伝達配列５３０Ａの端部キャップ５４７、５４９は、障壁２４に接触してもよい。半径方向溝特徴５４６および半径方向に配列された隆起特徴５４８は、障壁２４を通してともに係止してもよい。これは、他方に対する端部キャップ５４７、５４９のうちの一方の回転の防止を補助し得る。他の構成のように、半径方向に配列された溝付きおよび隆起特徴５４６、５４８は、丸みを帯びた縁を有してもよい、柔軟および／または低摩擦係数材料で被覆されてもよい、等である。半径方向に配列された溝付きおよび隆起特徴５４６、５４８は、均等な角度間隔で離間されてもよいが、そうであることに限定されない。
ここで図６５Ｇを参照すると、端部キャップ５４７、５４９の面５８０と５８１との間の相互係止特徴の別の構成が示されている。図６５Ｇは、端部キャップ５４７、５４９面上の溝付き特徴５４６および隆起特徴５４８の非対称分布を示す。ディンプルまたはレセプタクルが、端部キャップ５４７の面５８０上の溝付き特徴５４６を形成する。端部キャップ５４９の面５８０上の隆起特徴５４８の協働非対称分布が、ある。隆起特徴５４８は、面５８１から高く突出する突出または突起物であってもよい。溝付き特徴５４６および隆起特徴５４８は、端部キャップ５４７、５４９の面５８０、５８１上で交換可能に配列され得ることに留意されたい。動作時に、トルク伝達配列５３０Ｂの端部キャップ５４７、５４９は、障壁２４に接触してもよい。隆起特徴５４８は、溝特徴５４６の中に着座し、障壁２４を通して端部キャップ５４７、５４９をともに係止してもよい。これは、他方に対する端部キャップ５４７、５４９のうちの一方の回転の防止を補助し得る。他の構成のように、溝付きおよび隆起特徴５４６、５４８は、丸みを帯びた縁を有してもよい、柔軟および／または低摩擦係数材料で被覆されてもよい、等である。溝付きおよび隆起特徴５４６、５４８は、他の構成では、キャップ面５８０、５８１の周囲に非対称に配置されるものとして示されているが、それらは、例えば、均等な角度間隔で、対称に離間されてもよいが、そうであることに限定されない。図６５Ａ−Ｇに示されるもののうちのいずれか等のいくつかの構成では、端部キャップ５４７および５４９は、磁石であってもよい、またはそれを含んでもよい。溝付きおよび隆起特徴５４６、５４８によって提供される機械的相互係止に加えて、磁気結合もまた、形成されてもよい。これはさらに、他方に対する端部キャップ５４７、５４９のうちの一方の相対回転を防止することを補助し得る。加えて、磁気結合は、トルク伝達配列５３０Ｂを設定するときに、端部キャップをともに位置付けることに役立ち得る。２つの端部キャップ５４６、５４８の間の磁気結合はまた、２つの端部キャップ５４６、５４８の間に障壁２４を閉じ込めることにも役立ち得る。
ここで図６６Ａを参照すると、障壁２４は、少なくとも１つの要素、例えば、限定されないが、駆動要素６０および被駆動要素６２の一部と相互作用し得る、架橋要素６００を含んでもよい。架橋要素６００は、トルク伝達配列５７３の非無菌側面５１３上の構成要素を無菌側面５１５上のものと連結するように構成されることができる。トルク伝達配列５７３は、障壁２４を使用して、非無菌側面５１３および無菌側面５１５に隔離されてもよい。駆動要素６０は、非無菌側面５１３上に位置付けられることができ、被駆動要素６２は、無菌側面５１５上に位置付けられることができる。駆動要素６０はさらに、第１の障壁インターフェース接続部５０３を含んでもよいが、それを含むことに限定されず、被駆動要素６２は、第２の障壁インターフェース接続部５０４を含んでもよいが、それを含むことに限定されない。架橋要素６００は、架橋要素部６００Ａが非無菌側面５１３上でアクセス可能であり得、架橋要素部６００Ｂが無菌側面５１５上でアクセス可能であり得るように、障壁２４上に部分的または完全に固着されてもよい。いくつかの構成では、架橋要素６００は、ロッドまたはピン様部材であってもよく、障壁２４の各側面上の架橋要素６００のアクセス可能部分は、同軸であり得る。いくつかの構成では、第１の障壁インターフェース接続部５０３は、第１の受容器６２５、例えば、限定されないが、非無菌側面５１３上の架橋要素６００のアクセス可能部分を受容するように構成される、ポケットまたはポートを提供してもよい。同様に、無菌側面５１５上の第２の障壁インターフェース接続部５０４もまた、第２の受容器６３０、例えば、限定されないが、無菌側面５１５上の架橋要素６００のアクセス可能部分を受容するための、ポケットまたはポートを提供してもよい。他の構成では、架橋要素６００は、拘止構造、恒久締結具、および螺合結合を含み得るが、それを含むことに限定されない、代替手段を使用して、両側で結合されてもよい。架橋要素６００が、金属、例えば、限定されないが、金属ピンであるように構成される場合には、障壁２４のいずれか一方または両側の磁気構成要素が、第１および第２の受容器６２５、６３０の一部として含まれてもよい。
図６６Ａを参照し続けると、いくつかの構成では、複数の架橋要素６００が、障壁２４上に提供されてもよい。複数の架橋要素６００は、複数対の障壁インターフェース接続要素５０３、５０４が障壁２４を横断した力伝達に従事することを可能にし得る。いくつかの構成では、架橋要素６００は、分岐または分割されてもよい。そのような配列は、例えば、駆動要素６０のうちの１つが複数の被駆動要素６２を駆動することを可能にしても得る。架橋要素６００は、障壁２４を横断したトルク伝達を促進してもよい。架橋要素６００は、障壁２４に対する回転運動を受け得ないように、障壁２４内で固着されてもよい。傾転軸５３９は、障壁２４の障壁側面２４Ａ、２４Ｂと垂直に配置されてもよい。いくつかの構成では、架橋要素６００の縦軸は、傾転軸５３９と同軸であり得る。いくつかの構成では、架橋要素６００は、障壁２４と垂直に配置されることができる。章動移動が、トルクが伝達されるにつれて起こってもよい。例えば、架橋要素軸は、障壁インターフェース接続部５０３、５０４が基準軸５３５を中心として回転するにつれて、基準軸５３５を中心として章動してもよい。基準軸５３５に対する架橋要素６００と障壁２４との間の角度は、トルクがトルク伝達アセンブリ５７３を通して伝達されるにつれて一定のままであってもよい。
図６６Ａを参照し続けると、架橋要素６００は、種々のプロセスのうちのいずれかを使用して、障壁２４内で固着されてもよい。架橋要素６００は、例えば、限定されないが、接着剤を用いて障壁２４に取り付けられてもよく、障壁２４の一部として成形されてもよい。いくつかの構成では、架橋要素６００は、障壁２４に超音波溶接、レーザ溶接、熱接着、または溶剤接着されてもよい。架橋要素６００は、種々の材料で作製されてもよい。例えば、架橋要素６００は、金属材料から作製されてもよい。代替として、架橋要素６００は、プラスチック材料または繊維強化プラスチック、例えば、限定されないが、ガラス繊維から作製されてもよい。架橋要素６００のための材料選択肢は、架橋要素６００を通して移転されることが予期される力の量に依存し得る。いくつかの構成では、架橋要素６００は、低い摩擦係数を伴う材料から構築されてもよい、またはそれでコーティングされてもよい。
ここで図６６Ｂを参照すると、いくつかの構成では、架橋要素６００は、随意に、可撓性ダイヤフラム６０５を含んでもよい、またはそれに取り付けられてもよい。可撓性ダイヤフラム６０５は、所定の寸法のオリフィスを含んでもよい。オリフィスは、架橋要素６００の第１の分岐または部分６００Ａが非無菌側面５１３上でアクセス可能であり得、第２の分岐または部分６００Ｂが無菌側面５１５３上でアクセス可能であり得るように、架橋要素６００を受容するように構成されてもよい。可撓性ダイヤフラム６０５は、障壁２４と一体的に形成されるように構成されてもよく、架橋要素６００は、後に、オリフィス内の場所の後に可撓性ダイヤフラム６０５に取り付けられてもよい。代替として、可撓性ダイヤフラム６０５は、架橋要素６００に取り付けられてもよく、例えば、限定されないが、その上に外側被覆されてもよい。いくつかの構成では、可撓性ダイヤフラム６０５は、障壁２４への架橋要素６００の取付を補助し得る。障壁２４に取り付けられたとき、可撓性ダイヤフラム６０５および障壁２４は、相互から障壁２４の各側面上の環境を単離することができる、シールを形成してもよい。可撓性ダイヤフラム６０５に使用される材料は、ポリウレタン、または可撓性であり、耐久性があり、金属に向けて不活性であり得る、任意の他の好適な材料を含んでもよいが、それを含むことに限定されない。可撓性ダイヤフラム６０５は、例えば、限定されないが、障壁２４への超音波溶接、レーザ溶接、および溶剤接着を促進する性質を伴う材料で作製されてもよい。例えば、障壁２４がポリウレタン材料である構成では、可撓性ダイヤフラム６０５はまた、可撓性ダイヤフラム６０５を障壁２４に超音波溶接することを促進するように、ポリウレタンから構築されてもよい。
ここで主に図６７Ａを参照すると、トルク伝達アセンブリ５５８０は、架橋要素６００を伴う障壁２４を含むことができる。架橋要素６００は、部分的または完全に障壁２４に固着されてもよい。いくつかの構成では、架橋要素６００は、取付部位６０３において障壁２４に固着されることができる。取付部位６０３における取付の様式は、障壁２４に対する架橋要素６００の回転変位を防止し得る。架橋要素６００の第１の部品または部分６００Ａは、非無菌側面５１３上でアクセス可能であり得、架橋要素６００の第２の部品または部分６００Ｂは、無菌側面５１５上でアクセス可能であり得る。架橋要素６００の第１の部分６００Ａは、駆動要素６０（図６６Ａ）に含まれることができる障壁インターフェース接続要素５０３の一部であり得る、受容構造６１１によって受容されてもよい。受容構造６１１は、障壁２４の非無菌側面５１３上に配置されてもよく、架橋要素６００の第１の部分６００Ａを介して障壁２４にインターフェース接続するように構成されてもよい。架橋要素６００の第２の部分６００Ｂは、第２の受容構造６１３によって受け入れられてもよい。第２の受容構造６１３は、トルク伝達配列５５８０の無菌側面５１５上に配置されてもよい。いくつかの構成では、第２の受容構造６１３は、無菌側面５１５上の障壁インターフェース接続部５０４としての役割を果たすように構成されてもよく、被駆動要素６２（図６６Ａ）の一部として含まれてもよい。トルクの伝達を促進するために、第１の受容構造６１１および第２の受容構造６１３は、基準軸５３５を中心として回転してもよい。障壁２４を横断する伝達されたトルクは、架橋要素６００を介してマルチポケット受容器６１３Ａによって受容されてもよい。第２の受容構造６１３に供給されるトルクは、例えば、エンドツール５２（図１６）の回転を引き起こしてもよい。第１の受容構造６１１が基準軸５３５を中心として回転し、トルクを第２の受容構造６１３に伝達すると、架橋要素６００の長軸６００Ｃは、基準軸５３５を中心として章動することができる。
ここで図６７Ｂを参照すると、障壁２４は、可撓性ダイヤフラム６０５を含むことができる。第１の受容構造６１１は、架橋要素６００の第１の部分６００Ａを受容するように構成され得る、受容ポケット６１２を含んでもよい。いくつかの構成では、受容ポケット６１２は、軸受アセンブリ６１０の内側案内溝によって画定されることができる。軸受アセンブリ６１０の存在は、動作中に架橋要素６００の第１の部分６００Ａに対する第１の受容構造６１１の低摩擦回転を可能にすることができる。いくつかの構成では、軸受アセンブリ６１０は、例えば、限定されないが、針軸受アセンブリであることができる。玉軸受等のローラ軸受もまた、使用されてもよい。代替として、第１の受容構造６１１は、転がり軸受要素を伴わない受容ポケット６１２を含んでもよい。いくつかの構成では、架橋要素６００および／またはポケット６１２の壁は、低い摩擦係数を伴う材料で作製もしくはコーティングされてもよい。いくつかの構成では、第１の受容構造６１１は、金属材料等の強固で耐久性のある材料から作製されてもよい。
なおも図６７Ｂを参照すると、第２の受容構造６１３は、いくつかの個々の受容ポケット６１５を含むことができる、マルチポケット状受容器であってもよい。第２の受容構造６１３は、限定されないが、種々のタイプの剛性プラスチックを含む材料で作製されてもよい。架橋要素６００材料とインターフェース接続するときに低い摩擦係数を有するプラスチックが、選定されてもよい。いくつかの構成では、第２の受容構造６１３は、例えば、限定されないが、繰り返しの滅菌後に分解に対して耐性がある外科グレードステンレス鋼等の材料から作製されてもよい。第２の受容構造６１３のポケット６１５はそれぞれ、架橋要素６００の第２の部分６００Ｂを受容するよう定寸および成形されてもよい。ポケット６１５はまた、ポケット６１５の中へ架橋要素６００の第２の部分６００Ｂを誘導するよう輪郭形成されてもよい。第２の受容構造６１３に複数のポケット６１５を含むことは、第２の受容構造６１３が具体的位置で精密に配向される必要がないため、増加した設定の容易性を可能にし得る。代わりに、第２の受容構造６１３は、種々の回転配向で位置付けられてもよく、架橋要素６００の第２の部分６００Ｂと容易に噛合することが可能であり得る。第１の受容構造６１１は、いくつかの構成では、任意の設定負担を低減させるように、複数の受容ポケット６１５を含んでもよい。軸受アセンブリ６１０はまた、いくつかの構成では、第２の受容構造６１３に含まれてもよい。
ここで図６７Ｃおよび６７Ｄを参照すると、トルク伝達配列５５８０の２つの断面図が示されている。図６７Ｃが、組立図である一方で、図６７Ｄは、分解図である。
ここで図６７Ｃを参照すると、第１の受容構造６１１は、架橋要素６００の第１の部分６００Ａに係合することができ、第２の受容構造６１３は、その複数の受容ポケット６１５のうちの１つの中で、架橋要素６００の第２の部分６００Ｂに係合することができる。第１の受容構造６１１は、駆動要素６０（図５６Ａ）と係合するように構成されてもよい。トルクが、駆動要素６０（図６６Ａ）に供給され、第１の受容構造６１１に伝達されてもよい。駆動要素６０（図６６Ａ）と第１の受容構造６１１との間の係合は、例えば、限定されないが、第１のレセプタクル６１６の中で受容され得るスプライン状シャフト等のキー状シャフトを使用して、確立されてもよい。第１の受容構造６１１はさらに、第１の受容構造６１１内の陥凹または空洞６３３の中に配置されるように構成される軸受アセンブリ６１０を提供してもよい。いくつかの構成では、軸受アセンブリ６１０は、針軸受または角度接触針軸受であってもよいが、そうであることに限定されない。第１の受容構造６１１に供給されるトルクは、架橋要素６００を用いて（第２のレセプタクル６１７を有する）第２の受容構造６１３まで前進されてもよい。第２の受容構造６１３は、被駆動要素６２（図５６Ａ）を通して、受容されたトルクを手術道具５２（図１６）等の作動される特徴に渡してもよい。
ここで図６７Ｅを参照すると、架橋要素６００の第２の部分６００Ｂに対する架橋要素６００の第１の部分６００Ａの長さの比は、移転されるトルクの量を改変するように修正されてもよい。第２の部分６００Ｂに対して第１の部分６００Ａの長さを増大させることによって、より多くの量のトルクが、第１の側面２４Ａから第２の側面２４Ｂに移転されてもよい。第２の部分６００Ｂに対して架橋要素６００の第１の部分６００Ａを短縮することは、逆の影響を及ぼし得る。いくつかの構成では、第１の部分６００Ａは、第２の部分６００Ｂよりも長くあり得、例えば、約２：１の長さの比を有することができる。
ここで図６７Ｆを参照すると、基準軸５３５に対して架橋要素６００の長軸６４０の角度６００Ｄを修正することは、伝達されるトルクの量を改変してもよい。架橋要素６００の第１の部分６００Ａおよび第２の部分６００Ｂの長さを一定に保ち、伝達されるトルクの量は、基準軸５３５に対する長軸６４０の角度６００Ｄが増加するにつれて増加してもよい。いくつかの構成では、角度６００Ｄは、例えば、５５〜６０°であることができる。
ここで図６７Ｇを参照すると、他の修正もまた、伝達されるトルクの量を改変するように行われてもよい。例えば、いくつかの構成では、架橋要素６００の第１の部分６００Ａまたは第２の部分６００Ｂのうちの１つは、延在アーム６４１を含んでもよい。延在アーム６４１は、架橋要素６００の端部に取り付けられてもよい。延在アーム６４１は、延在アーム６４１を基準軸５３５から離れて延在させ、それと実質的に垂直にさせることができる角度で、架橋要素６００から延在してもよい。架橋要素６００の駆動側面、例えば、非無菌側面５１３上に延在アーム６４１を置くことは、伝達されるトルクの量を増加させてもよい。被駆動側面、例えば、無菌側面５１５上に延在アーム６４１を置くことは、伝達されるトルクの量を減少させてもよい。
ここで図６８を参照すると、いくつかの構成では、歯車列６７６は、被駆動要素６２の一部として含まれてもよい。歯車列６７６は、第２の障壁インターフェース接続部５０４に取り付けられた力キャリア６７８を駆動シャフト６８０に結合してもよい。駆動シャフト６８０は、エンドツール５２（図１６）等の作動される特徴を直接または間接的のいずれかで制御してもよい。歯車列６７６は、動作中に感知される反発を低減させるために採用されてもよい。歯車列６７６がないと、駆動要素６０は、第１の速度で回転してもよい。駆動要素６０の回転速度は、歯車列６７６が感知される反発を低減させるために、歯車減速と同種に増加されてもよい。歯車列６７６の歯車は、反発防止歯車であってもよい。いくつかの構成では、歯車列６７６は、１０：１歯車減速を伴って含まれてもよい。駆動要素６０が第１の速度で１０倍に駆動される場合、感知される反発は、約９０％だけ低減されることができる（歯車列６７６における任意の反発を取り除く）。歯車減速の代わりに、歯車列６７６は、代わりに、機械的増幅器であって、トルクを増加させる増幅器として使用されてもよい。任意の好適な歯車比が、所望の量だけトルクを増幅するように選定されてもよい。
ここで図６９を参照すると、マニピュレータ３６Ｅが、インターフェースプレート２９０上に着座されてもよい。駆動構成要素３４Ａは、マニピュレータ３６Ｅ内の被駆動要素６２（図６８）の変位を引き起こすように動作されてもよい。これは、ひいては、被操作構成要素３８Ａ、３８Ｂの特徴および／または被操作構成要素３８Ａ、３８Ｂのうちの１つの上のエンドツール５２を作動させてもよい。マニピュレータ筐体７８の最上部分７８Ａは、マニピュレータ３８Ｅの内側の構成要素を描写するように分解されている。回転駆動構成要素３４Ｃは、トルクを、マニピュレータ３６Ｅ内の構成要素、被操作構成要素３８Ａ、３８Ｂ、またはエンドツール５２に伝達してもよい。例えば、回転駆動構成要素３４Ｃの障壁インターフェース接続部５０３の回転は、エンドツール５２を回転させてもよい。障壁インターフェース接続部５０３は、本明細書に説明されるもののうちのいずれかであってもよいが、そうであることに限定されない。障壁インターフェース接続部５０３は、マニピュレータ３６Ｅの端部７８Ｖに隣接し得る。障壁インターフェース接続部５０３は、トルクを、マニピュレータ３８Ｅの端部７８Ｖまたはその近傍にあるマニピュレータ３６Ｅ内の第２の障壁インターフェース接続部５０４に伝達するように、位置付けられてもよい。障壁インターフェース接続部５０４は、本明細書に説明されるもののうちのいずれかであってもよいが、そうであることに限定されない。
図６９を参照し続けると、いくつかの構成では、回転駆動構成要素３４Ｃは、回転駆動構成要素カバーまたは筐体２９０Ａによって被覆されてもよい。回転駆動構成要素筐体２９０Ａは、いくつかの構成では、インターフェースプレート２９０の平面から盛り上がるインターフェースプレート２９０の一部であってもよい。回転駆動構成要素筐体２９０Ａは、マニピュレータ３６Ｅと関連付けられる駆動構成要素３４Ａおよび回転駆動構成要素３４Ｃがインターフェースプレート２９０の下にあることを可能にし得る。いくつかの構成では、マニピュレータ３６Ｅ用の全ての回転駆動構成要素３４Ｃは、回転駆動構成要素筐体２９０Ａによって被覆されてもよい。いくつかの構成では、マニピュレータ３６Ｅは、「Ｖ」字形筐体７８を有することができる。そのような構成では、回転駆動構成要素３４Ｃから第２の障壁インターフェース接続部５０４に伝達される回転運動は、屈曲部７８Ｕの周囲に渡される必要があり得る。屈曲部の周囲の回転運動の本伝達を促進するために、汎用継手（図示せず）が、回転部（例えば、力キャリア５２７（図５６Ｂ）等の力キャリア）に含まれてもよい。マニピュレータ３６Ｅは、「Ｖ」字形である必要はなく、代わりに、屈曲部７８Ｕの周囲で任意の回転運動を伝達する必要があることを回避するように構築されてもよい。
ここで図７０を参照すると、インターフェースプレート２９０上にドッキングするために位置付けられるマニピュレータ３６Ｅは、障壁２４を含むことができる。障壁２４は、ポケット状領域２４Ｃに加えて、回転駆動構成要素カバーまたはシュラウド２４Ｍを含むことができる。障壁２４の回転駆動構成要素カバー２４Ｍは、回転駆動構成要素筐体２９０Ａまたは回転駆動構成要素３４Ｃを囲繞するように定寸されてもよい。加えて、マニピュレータ３６Ｅがインターフェースプレート２９０上でドッキングされるとき、シュラウド２４Ｍは、回転駆動構成要素筐体２９０Ａとマニピュレータ筐体７８の端部７８Ｖとの間に延在してもよい。第１の障壁インターフェース接続部５０３（図６９）および第２の障壁インターフェース接続部５０４（図６９）は、障壁２４の一部を通して回転駆動構成要素筐体２９０とマニピュレータ筐体７８の端部との間にトルクを伝達してもよい。障壁２４は、駆動構成要素３４Ａ、３４Ｃからのマニピュレータ３６Ｅの隔離を維持してもよい。いくつかの構成では、架橋要素６００（図６６Ａ）等の障壁２４内の要素が、回転駆動構成要素筐体２９０Ａおよび／またはマニピュレータ３６Ｅの端部７８Ｖの中へ延在してもよい。同様に、いくつかの構成では、第１の障壁インターフェース接続部５０３（図６９）または第２の障壁インターフェース接続部５０４（図６９）の一部が、それぞれ、回転駆動構成要素筐体２９０Ａから外もしくはマニピュレータ３６Ｅの端部７８Ｖから外へ延在してもよい。
主に図７１を参照すると、被操作構成要素３８の少なくとも一部は、患者１８（図１）に手術を行うための被操作構成要素３８の使用を促進するように、関節動作されてもよい。関節動作は、いくつかの自由度のうちのいずれかで被操作構成要素３８または被操作構成要素３８の一部を移動もしくは変位させることを伴ってもよい。被操作構成要素３８を移動または変位させることは、被操作構成要素３８の関節動作型区画４０（図４Ｂ）に接続されたアクチュエータ５４Ａ（図４Ｂ）を変位させることによって達成されてもよい。被操作構成要素３８は、マニピュレータ３６から延在することができ、例えば、中立軸４００から離れて屈曲することができる。中立軸４００は、被操作構成要素３８が作動されていない、または「ホーム」位置にあるときに、被操作構成要素３８の縦軸と整合することができる。被操作構成要素３８が中立軸４００から離れて屈曲される程度は、屈曲角Θｂ４０３と称されることができる。
ここで図７２を参照すると、屈曲平面４０２または被操作構成要素３８が屈曲されることができる平面は、改変されてもよい。屈曲平面４０２は、中立軸４００を中心として回転してもよい。屈曲平面４０２が基準平面４０４から回転されている量は、回転角Θｒ４０５として表されることができる。関節動作型区画４０（図４Ｂ）がアクチュエータ５４Ａ（図４Ｂ）によって制御される構成では、関節動作型区画４０（図４Ｂ）は、制御された様式でアクチュエータ５４Ａ（図４Ｂ）を変位させることによって所望の位置まで作動されることができる。回転角Θｒ４０５および屈曲角Θｂ４０３（図７１）の任意の組み合わせに関して、アクチュエータ５４Ａ（図４Ｂ）の変位の量が、判定されることができる。駆動構成要素３４（図７１）は、命令された回転角Θｒ４０５および屈曲角Θｂ４０３（図７１）を達成するために必要とされる、判定された量でアクチュエータ５４Ａ（図４Ｂ）を変位させるように命令されることができる。したがって、被操作構成要素３８は、所望の配向または構成に関節動作されてもよい。回転角Θｒ４０５および／または屈曲角Θｂ４０３（図７１）は、手動で、もしくは自動的に規定されてもよい。例えば、ユーザは、限定されないが、ジョイスティック、ローラボール、ジョグホイール、ノブ、タッチスクリーン、または本明細書に説明される他のユーザ入力デバイス１４（図１）等の任意の好適なユーザインターフェースもしくは入力構造を使用して、回転角Θｒ４０５および／または屈曲角Θｂ４０３（図７１）を入力し得る。
主に図７３を参照すると、被操作構成要素３８は、関節動作型区画４０を含むことができる。本明細書に説明される３つのアクチュエータ５４Ａ（図８）を有する構成の制御は、任意の数のアクチュエータ５４Ａ（図８）を含むように拡張されることができる。被操作構成要素３８は、可変部分３９と、関節動作型区画または部分４０とを含むことができる。可変部分３９は、伸縮および関節動作することができる。被操作構成要素３８は、完全に関節動作されることができる、または可変関節動作部を含むことができる。可変部分３９は、マニピュレータ３６の近位に位置することができ、関節動作型区画４０は、マニピュレータ３６の遠位に位置することができる。可変部分３９は、例えば、限定されないが、剛性または非継合型であり得る。関節動作型区画４０は、中立またはホーム位置を有することができ、屈曲角Θｂ４０３（図７４）で屈曲されることができる。関節動作型区画４０は、開始平面４０８から始まることができる。参考のために、開始平面４０８上に位置する被操作構成要素３８上の２つの点４１２、４１４が示されている。「Ｌ」によって表される公称長４３は、関節動作型区画４０が中立軸４００に沿ってホームまたは中立位置で整合されるときの関節動作型区画４０の長さである。
主に図７４を参照すると、関節動作型区画４０の関節動作中に、点４１２、４１４は、静止したままであってもよい。開始平面４０８の遠位にある関節動作型区画４０上の点は、関節動作中に移動してもよい。関節動作型区分４０の遠位端における第１の可動点４２０および第２の可動点４１８もまた、参考のために示されている。いくつかの構成では、平面４０８、第１の静止点４１２、および第２の静止点４１４は、外科システム（図１）のロボット１６（図１）とのユーザ相互作用に応答して、移動してもよい。いくつかの構成では、第１の静止点４１２および第２の静止点４１４は、被操作構成要素３８が前後方向に移動される（例えば、中または外に伸縮される）につれて、平行移動して変位してもよい。いくつかの構成では、被操作構成要素３８の中に１つを上回る関節動作可能区画４０があってもよい。そのような構成では、関節動作型区画４０のうちの一方のための開始平面４０８は、関節動作型区画４０のうちの他方が関節動作されるにつれて移動してもよい。平面４０８が移動すると、平面４０８の遠位にある被操作構成要素３８上の全ての点もまた、同種に移動してもよい。関節動作型区画４０が中立またはホーム位置（図７３に示される）にないとき、公称長４３は、いくつかの構成では、弧長であってもよい。いくつかの構成では、ホーム位置にないとき、公称長４３は、所与の屈曲角Θｂ４０３に対する第２の静止点４１４と第２の可動点４１８との間の円弧の長さに等しくあり得る。公称長４３は、屈曲角Θｂ４０３にかかわらず、実質的に一定であり得る。
主に図７４を参照し続けると、屈曲角Θｂ４０３に対するアクチュエータ５４Ａ、５４Ｂ（例えば、ケーブルまたはワイヤ）の所望の長さＬｄｅｓが、判定されることができる。所望の長さＬｄｅｓは、（回転角Θｒ４０５（図７２）が０°であるときに）屈曲平面４０２（図７２）内に位置するアクチュエータ５４Ａの長さに対応することができる。「ケーブル長」という用語は、本明細書では関節動作型区画４０内のアクチュエータ５４Ａ、５４Ｂの部分の長さを指すために使用される。関節動作型区分４０がそのホームまたは中立位置（図７３）から変位されるとき、ケーブル長は、概して、弧長である。第１の可動点４２０と第１の静止点４１２との間の弧４２１は、示される例示的屈曲角４０３に対するＬｄｅｓの長さを伴うアクチュエータ５４Ａを表す。全アクチュエータ長は、関節動作型部分４０内のアクチュエータ５４Ａ、Ｂのケーブル長よりも実質的に長くあり得る。例えば、多くの構成におけるアクチュエータ５４Ａ、５４Ｂは、関節動作型区分４０に沿うだけではなく、可変部分３９にも沿って延在することができる。アクチュエータ５４Ａ、５４Ｂはまた、それらが被駆動要素６２（図１６）に係留され得るように、被操作構成要素３８から退出することができる。
主に図７４を参照し続けると、Ｌｄｅｓを求めるために、中立軸４００からのアクチュエータ５４Ａ、５４Ｂのオフセット４１９が、使用されることができる。オフセット４１９は、本明細書では「Ω」によって表される。例えば、屈曲角Θｂ４０３を考慮すると、Ｌｄｅｓは、点４２０と４１２との間に跨架するアクチュエータ５４Ａに対する第１の可動点４２０と第１の静止点４１２との間の弧４２１の長さに等しくあり得る。Ｌｄｅｓは、以下の関係を使用して判定されることができる。
ｒ−Ω＝Ｌｄｅｓ／Θｂ
式中、ｒは、Ｌ／Θｂまたはラジアン単位の所与の屈曲角Θｂ４０２に対する公称長Ｌ４３を画定する半径に等しい。Ｌ／Θｂは、ｒに代入されることができ、関係は、以下のように再編されることができる。
Ｌ−Ｌｄｅｓ＝Ω＊Θｂ＝Δｌｅｎｇｔｈ
公称長Ｌ４３、オフセットΩ４１９、および屈曲角Θｂ４０３が把握されることができるため、Ｌｄｅｓが計算されてもよい。Δｌｅｎｇｔｈは、ＬとＬｄｅｓとの間の差である。Δｌｅｎｇｔｈ値は、屈曲角Θｂ４０３および回転角Θｒ４０５を達成するために、関節動作型区画４０の中に存在し得る任意の数のアクチュエータ５４Ａ、５４Ｂの所望の長さを計算するように使用されてもよい。そうするための１つの方法の構成が、本明細書に説明される。
主に図７５を参照すると、被操作構成要素３８は、例えば、第１のアクチュエータ５４Ａと、第２のアクチュエータ５４Ｂと、第３のアクチュエータ５４Ｃとを含むことができる。第１のアクチュエータ５４Ａ、第２のアクチュエータ５４Ｂ、および第３のアクチュエータ５４Ｃのそれぞれの所望の長さは、それぞれ、Ｌｄｅｓ１、Ｌｄｅｓ２、およびＬｄｅｓ３として識別されることができる。中立軸４００（図７４）上の点４２６とアクチュエータ５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃとの間の距離は、それぞれ、ケーブルオフセット４１９Ａ、４１９Ｂ、４１９Ｃと称されることができる。屈曲平面４０２（図７２）が固定される、または回転角Θｒ４０５がゼロである構成では、Ｌｄｅｓ１は、以下のように計算されることができる。
Δｌｅｎｇｔｈ ＊ｃｏｓ０
第１のアクチュエータ５４Ａ、第２のアクチュエータ５４Ｂ、および第３のアクチュエータ５４Ｃはそれぞれ、例えば、限定されないが、１２０°ずつ相互から角度オフセットされることができる。角度オフセットは全て、アクチュエータ５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃのうちの１つ、例えば、アクチュエータ５４Ａに関連して規定されてもよい。本明細書では「Θｏｆｆｓｅｔ２」として表される第１の角度オフセット４２７Ａは、第１のアクチュエータ５４Ａと第２のアクチュエータ５４Ｂとの間の角度である。本明細書では「Θｏｆｆｓｅｔ３」として表される第２の角度オフセット４２７Ｂは、第１のアクチュエータ５４Ａと第３のアクチュエータ５４Ｃとの間の角度である。例示的に、Θｏｆｆｓｅｔ２は、１２０°であり、Θｏｆｆｓｅｔ３は、−１２０°である。したがって、Ｌｄｅｓ２＝Δｌｅｎｇｔｈ ＊ｃｏｓ（Θｏｆｆｓｅｔ２）およびＬｄｅｓ３＝Δｌｅｎｇｔｈ ＊ｃｏｓ（Θｏｆｆｓｅｔ３）である。Θｒ４０５（図７２）≠０である場合、Ｌｄｅｓ１＝Δｌｅｎｇｔｈ ＊ｃｏｓ（０＋Θｒ）、Ｌｄｅｓ２＝Δｌｅｎｇｔｈ ＊ｃｏｓ（Θｏｆｆｓｅｔ２＋Θｒ）、およびＬｄｅｓ３＝Δｌｅｎｇｔｈ ＊ｃｏｓ（Θｏｆｆｓｅｔ３＋Θｒ）である。関節動作型区画４０が付加的アクチュエータ（図７５に示されていない）を含む場合、付加的アクチュエータの所望の長さは、同一の一般的様式で計算されることができる。これらの長さは、関節動作型区画４０を所望の屈曲角Θｂ４０３（図７４）および回転角Θｒ４０５（図７２）まで移動させるための必要な量の変位を計算するために使用されてもよい。所望の屈曲角Θｂ４０３および所望の回転角Θｒ４０５は、手動（例えば、ユーザによって）または自動的のいずれかで、規定されてもよい。アクチュエータ５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃの所望の長さが判定された後に、所望の長さは、アクチュエータ５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃのそれぞれの現在の長さと比較されてもよい。所望のアクチュエータ長と現在のアクチュエータ長との間の計算された差は、長さ誤差と称されてもよい。これらの長さ誤差は、例えば、それぞれ、第１のアクチュエータ５４Ａ、第２のアクチュエータ５４Ｂ、および第３のアクチュエータ５４Ｃのｌｅｎｇｔｈｅｒｒ１、ｌｅｎｇｔｈｅｒｒ２、およびｌｅｎｇｔｈｅｒｒ３として表されてもよい。長さ誤差値は、アクチュエータ５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃの変位を引き起こすように駆動構成要素３４（図７１）に命令するために使用されてもよい。アクチュエータ５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃが変位すると、被操作構成要素３８は、長さ誤差値がゼロにされるようにアクチュエータ５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃを変位させることによって、所望の屈曲角Θｂ４０３（図７１）および回転角Θｒ４０５（図７２）によって指定される位置に運ばれることができる。
主に図７５を参照し続けると、所望の屈曲角Θｂ４０３（図７１）は、後に再生され得る運動のセットを画定するように、経時的に記録されることができる。例えば、熟練したオペレータの運動が、研修生が使用するためのプログラムを提供するように記録されることができる、またはオペレータ自身の運動が、手技中もしくは他の手技中にそのオペレータによって要求される繰り返しの運動の数を削減するように記録されることができる。
主に図７６を参照すると、例えば、３本のワイヤを有する関節動作型区画４０（図７４）の動作を制御するための方法４５０は、ロボット外科システムによって、少なくとも１つのコマンド信号を受信するステップ４３１を含むことができるが、それを含むことに限定されない。少なくとも１つのコマンド信号は、例えば、限定されないが、ユーザ入力デバイス１４（図２）によって提供されてもよく、ユーザが指図した移動コマンドの表現であってもよい。いくつかの構成では、ユーザ入力デバイス１４（図１）と関連付けられる１つまたは複数のセンサは、少なくとも１つのユーザが指図した移動コマンドの表現を出力してもよい。センサ出力は、ユーザ入力デバイス１４（図１）の一部が変位された量、タッチスクリーン上のユーザの指の場所等を表してもよい。方法４５０は、少なくとも１つのコマンド信号をフィルタ処理する４３２ステップを含むことができる。コマンド信号は、いくつかの構成では、例えば、不感帯を含む、フィルタ処理を受けてもよい。利得もまた、コマンド信号に印加されてもよい。方法４５０は、少なくとも部分的にコマンド信号に基づいて、所望の回転角Θｒおよび屈曲角Θｂを判定するステップ４３３を含むことができる。方法４５０はまた、例えば、限定されないが、本明細書に説明されるようなΔｌｅｎｇｔｈ値を判定するステップ４３５を含むこともできる。方法４５０は、例えば、限定されないが、本明細書に説明されるようなΔｌｅｎｇｔｈ値に基づいて、アクチュエータのそれぞれのｌｅｎｇｔｈｄｅｓ値を計算するステップ４３７を含むことができる。方法４５０はまた、ｌｅｎｇｔｈｄｅｓ値に基づいて、アクチュエータのそれぞれのｌｅｎｇｔｈｅｒｒ値を計算するステップ４３９と、ｌｅｎｇｔｈｅｒｒ値に基づいて、変位コマンドを生成するステップ４４１とを含むこともできる。方法４５０は、随意に、ｌｅｎｇｔｈｅｒｒ値および変位コマンドをフィルタ処理するステップを含むことができる。方法４５０はさらに、変位コマンドを（例えば、駆動構成要素３４（図７１）内の）種々のモータアセンブリに送信するステップ４４３を含むことができる。コマンドは、具体的アクチュエータの移動を制御することができる、駆動構成要素３４（図７１）内の特定のモータにアドレス指定されてもよい。ロボット１６（図３）の駆動構成要素３４（図７１）は、アクチュエータのそれぞれのｌｅｎｇｔｈｅｒｒ値がゼロに等しいことをコントローラ１５（図１）が判定するまで、アクチュエータを駆動してもよい。エンコーダカウント、電位差計、他の変位センサ、または変位センサの組み合わせが、各ワイヤもしくはアクチュエータの長さを判定するために使用されてもよい。
図７６を参照し続けると、いくつかの構成では、コントローラ１５（図１）が複数の異なるモードで被操作構成要素３８（図７５）の関節動作を制御するようにプログラムされることが望ましくあり得る。これらのモードは、ユーザ選択されてもよい、またはロボット１６（図３）内のセンサから収集されるデータに基づいて自動的に入力されてもよい。例えば、コントローラ１５（図１）は、巨視的移動モードと、微調整モードとを有してもよい。ステップ４３１で受信されるコマンド信号の処理は、複数のモードのそれぞれで異なり得る。種々の構成では、モードはそれぞれ、どのようにしてコマンド信号がコントローラ１５（図１）によってハンドリングされるであろうかを決定付けることができる、いくつかの規定可能パラメータまたは規定可能パラメータのセットによって定義可能であり得る。例えば、各アクチュエータのｌｅｎｇｔｈｅｒｒ値がゼロにされる速度は、選択されるモードに依存し得る。割合は、モードのそれぞれについて変動し得るパラメータであってもよい。速度は、いくつかの構成では、ユーザ定義可能であり得る。他の構成では、所与のユーザ入力から判定される所望の回転角Θｒおよび屈曲角Θｂは、選択されるモードに応じて異なり得る。所望の回転角Θｒおよび屈曲角Θｂは、これらの値を増やす、または減らすことができる、利得を受けてもよい。本利得は、各モードの規定可能パラメータであってもよい。
なおもさらに図７６を参照し続けると、巨視的および微細移動モードの実施例を使用して、巨視的移動モードは、被操作構成要素３８（図７５）の関節動作型部分の迅速および／または大きな変位移動を可能にするであろう。本モードは、例えば、手術部位内で被操作構成要素３８（図７５）を移動させるために使用されてもよく、被操作構成要素３８（図１６）上のエンドエフェクタ５２（図１６）を、手術を行うために必要とされる一般的場所の中に入れる際に有用であり得る。微細移動モードは、被操作構成要素３８（図７５）の関節動作型部分４０（図７４）の小さくて精密な移動を可能にするであろう。本モードは、限定空間で、または切断、縫合、焼灼等の外科的行為の実施中に使用されてもよい。いくつかの構成では、いくつかまたは全ての外科的行為と関連付けられる機能性は、本システムが微細移動モードではないときに無効にされてもよい。例えば、ロボット１６（図３）上のエンドエフェクタ５２（図１６）の作動は、無効にされてもよい。巨視的および微細モータ移動を参照し続けると、所望の回転角Θｒおよび屈曲角Θｂは、コントローラ１５（図１）が動作しているモードに応じて、拡大または縮小されてもよい。加えて、または代替として、各アクチュエータのｌｅｎｇｔｈｅｒｒ値がゼロにされる速度は、異なり得る。例えば、巨視的移動モードでは、各アクチュエータのｌｅｎｇｔｈｅｒｒ値が、比較的迅速にゼロにされることができる一方で、本速度は、微細移動モードでは比較的遅くあり得る。
ここで図７６Ａ、７６Ｂ、および７６Ｃを参照すると、コントローラ１５（図３）は、アクチュエータ７６Ａ３２のそれぞれの中立長７６Ａ４を判定することによって、開始位置７６Ａ３から所望の位置７６Ａ２までのケーブル７６Ａ１４内のアクチュエータ７６Ａ３２のそれぞれの長さを判定することができる。コントローラ１５（図３）は、アクチュエータ７６Ａ３２を直線長７６Ｃ３（図７６Ｃ）に分割し、アクチュエータを形成する直線長の数を直線長７６Ｃ３（図７６Ｃ）のサイズで乗算することによって、中立長７６Ａ４を判定することができる。コントローラ１５（図３）は、緊張状態の長さ７６Ａ５と水平軸７６Ｂ３（図７６Ｂ）上への投影７６Ｂ４（図７６Ｂ）との間の角度としてピッチ角７６Ｂ１（図７６Ｂ）を判定することができる。コントローラ１５（図３）は、水平軸７６Ｂ３（図７６Ｂ）と投影７６Ｂ４（図７６Ｂ）との間の角度としてヨー角７６Ｂ２を判定することができる。コントローラ１５（図３）は、ａｔａｎ（ｓｉｎ（ピッチ角）／ｓｉｎ（ヨー角））として回転角７６Ｃ１（図７６Ｃ）を計算することができる。コントローラ１５（図３）は、回転角７６Ｃ１（図７６Ｃ）で描かれたアクチュエータの第１の端部７６Ａ３からの投影とアクチュエータの第２の端部の投影７６Ａ１０との間の交差点７６Ａ８としての屈曲弧７６Ａ６、および中立長７６Ａ４／屈曲弧７６Ａ６としての屈曲半径７６Ａ７を判定することができる。コントローラ１５（図３）は、アクチュエータ７６Ａ４と、例えば、限定されないが、アクチュエータ７６Ａ４のうちの４つを収納し得る、ケーブル７６Ａ１４の中心７６Ａ１３との間の距離として、ケーブルオフセット７６Ａ１２を判定することができる。コントローラ１５（図３）は、例えば、アクチュエータ７６Ａ１２とケーブル７６Ａ１４内に描かれたデカルト軸７６Ａ３１との間の鋭角として、アクチュエータ角７６Ａ３０を判定することができる。いくつかの構成では、コントローラ１５（図３）は、中立長７６Ａ４＋屈曲弧７６Ａ６＊ケーブルオフセット７６Ａ１２＊ｓｉｎ（回転角７６Ｃ１＋アクチュエータ角７６Ａ３０）として、各アクチュエータの長さを計算することができる。
ここで主に図７７を参照すると、手術ロボット用のアクチュエータに張力を加えるための方法４７５は、負荷経路内の力が所定の閾値に達するまで第１のアクチュエータに張力を加えるように駆動構成要素に命令するステップ４５１を含むことができるが、それを含むことに限定されない。力は、例えば、限定されないが、負荷経路内に位置する機械構成要素１５０（図２６）等の柔軟部材の変位を感知することによって、判定されてもよい。４５３で、力の値が閾値に達していない場合、方法４７５は、力の値を監視するステップ４５３を繰り返すステップを含むことができる。４５３で、力の値が所定の閾値に達している場合、方法４７５は、張力を加える別のアクチュエータを識別するステップ４５５を含むことができる。いくつかの構成では、アクチュエータは、交差張力シーケンスまたはパターンで張力を加えられてもよい。交差張力を使用する構成では、アクチュエータは、前もって張力を加えられたアクチュエータによって制御される特徴と実質的に反対である、被操作構成要素３８（図７５）の特徴に作用する、アクチュエータを見出すことによって、ステップ４５５で識別されることができる。アクチュエータは、したがって、ホイール上の耳付きナットの緊締に類似する十字交差様式で、張力を加えられるであろう。その結果として、アクチュエータが張力を加えられると、被操作構成要素の関節動作型部分は、プロセスの全体を通して同一の配向または位置に実質的に留まることができる。アクチュエータが非円形パターンで配列される場合、螺旋シーケンスもまた、使用されてもよい。代替構成では、張力を加えることは、所望のシーケンスで事前プログラムされることができ、プロセッサによるアクチュエータの判定は、必要ではない。
なおも図７７を参照すると、方法４７５はさらに、識別されたアクチュエータ負荷経路内の力が所定の閾値を上回るまで、識別されたアクチュエータに張力を加えるステップ４５７を含むことができる。４５９で負荷経路内の力が所定の閾値に達していない場合、方法４７５は、力を監視するステップ４５９を繰り返すステップを含むことができる。４５９で負荷経路内の力が所定の閾値に達している場合、および４６１で張力を加える付加的アクチュエータがある場合、方法４７５は、張力を加える別のアクチュエータを識別するステップ４５５を含むことができる。アクチュエータの全てがそれらの個別の閾値まで緊締されたとき、張力を加える付加的段階が、事前形成されてもよい。そのような構成では、アクチュエータは、１つまたはそれを上回る増分で所望の最終張力値まで漸増されてもよい。４５９で負荷経路内の力が所定の閾値に達している場合、および４６１で張力を加える付加的アクチュエータがない場合、ならびに４６３で付加的な張力を加える段階がある場合、方法４７５は、おそらく、所定の閾値を次の所定の閾値に適応させるステップ４６５と、例えば、コマンドをモータに送信することによって、第１のアクチュエータの張力を加えるステップを繰り返すステップ４５１とを含むことができる。４６３で、付加的な張力を加える段階がない場合、方法４７５は、終了することができる。
図７７を参照し続けると、例えば、張力を加える第１の段階は、所望の最終張力値の４分の１までアクチュエータに張力を加えてもよい、第２の段階は、所望の最終張力値の半分までアクチュエータに張力を加えてもよい、等である。張力を加える段階の数は、構成に応じて異なり得る。加えて、各ステップのための増分は、構成に応じて異なり得る。アクチュエータの全ては、張力を加える各段階において等しい増分で張力を加えられてもよい、またはアクチュエータは、各段階のための個々の張力増分を割り当てられてもよい。アクチュエータのそれぞれの上の張力が、所望の量まで制御可能であり得るため、被操作構成要素３８（図７５）の剛性は、手術の必要性に最も良く適するように変動されることができる。可変剛性は、いくつかの道具５２（図１６）（例えば、開創器）または道具群がより剛性であることを可能にし得る一方で、他の道具（例えば、シェーバまたは焼灼器）は、より柔軟であり得る。可変剛性は、被操作構成要素３８（図７５）の軸を横断する力が突然除去された場合に所与の道具に起こり得る、跳ね返りの量を制御する際に有用であり得る。軸を横断する力は、障害物が遭遇されて克服される場合に発生し得る。例えば、標的組織を通して切断するとき、軸を横断する力は、切断が完了したときにはもはや存在しないであろう。アクチュエータ張力を低下させる（被操作構成要素３８（図７５）をより柔軟にする）ことによって、結果として生じる跳ね返りは、減退されることができる。いくつかの構成では、アクチュエータ上のケーブル張力は、例えば、限定されないが、最大８０ポンドであることができる。
なおもさらに図７７を参照し続けると、剛性を変動させる能力は、動的剛性制御を可能にし得る。被操作構成要素３８（図７５）の剛性は、所与の状況に適切であるように、原位置で改変されてもよい。いくつかの構成では、被操作構成要素３８（図７５）は、被操作構成要素３８（図７５）が患者１８（図１）の中に導入されるときにアクティブである、デフォルト剛性設定を有することができる。デフォルト設定は、道具が実質的に柔軟であることを可能にすることができる、張力を規定してもよい。デフォルト設定は、一般的設定または道具特有であり得る。好適である場合、剛性は、道具が、切断、分離、または定位置で組織を保持すること等の外科的任務を行っているときに、被操作構成要素３８（図７５）の柔軟性を変化させるように改変されてもよい。被操作構成要素３８（図７５）の剛性は、種々の様式で設定または変更されてもよい。いくつかの構成では、コントローラ１５（図１）は、複数のモードで被操作構成要素３８（図７５）を制御するように構成されることができる。剛性は、複数のモードのそれぞれの定義可能なパラメータであってもよい。モードは、被操作構成要素３８（図７５）のための所望の剛性を伴って、自動的に、または手動で選択されることができる。巨視的および微細移動モードを含む構成では、各モードのための剛性設定は、異なり得る。巨視的移動モードが、例えば、デフォルト剛性を割り当てられてもよい一方で、微細移動モードは、より剛性であり得る、または低剛性であり得る。代替として、剛性は、被操作構成要素３８（図１６）とともに使用され得る、各エンドエフェクタまたは手術道具５２（図１６）のために規定されることができる。異なる動作モードを伴う構成では、各モードのための剛性が、定義されることができる。被操作構成要素３８（図７５）上の道具またはエンドエフェクタ５２（図１６）の設置は、道具５２（図１６）と関連付けられ得る、パラメータのセットを自動的にアクティブ化してもよい。自動パラメータセットアクティブ化を促進するために、道具５２（図１６）は、ロボットによって認識可能であり得る、一意の識別子を含んでもよい。一意の識別子は、種々の好適な一意の識別子のうちのいずれかであってもよい。好適な一意の識別子は、機械的識別子（例えば、キー特徴または一意の一連の突起）、ＲＦＩＤまたは他のタイプのスマート標識、バーコード、データ行列、および他の印刷された標識を含むことができるが、それらを含むことに限定されない。道具５２（図１６）の設置中に、ロボット手術システム１０（図１）の一部は、一意の識別子を読み取ることができ、関連付けられるパラメータセットは、その結果として、被操作構成要素３８（図７５）のためにアクティブ化されることができる。
ここで図７８を参照すると、負荷センサのステータスを感知するための方法１３５０は、負荷センサデータおよびモータ電流データを実質的に同時にサンプリングしてタイムスタンプを記録するステップ１３０１を含むことができるが、それを含むことに限定されない。方法１３５０は、本明細書の他の場所に説明されるもの等の任意の負荷センサとともに使用されてもよい。方法１３５０はさらに、負荷センサデータおよびモータ電流データに基づいて、トルク／力を計算するステップ１３０３を含んでもよい。以下の関係が、計算を行うために採用されてもよい。
力＝ｔ＊Ｋｄ
ｔ＝モータ定数＊Ｉｍ
式中、力は、負荷センサに及ぼされる力であり、ｔは、モータによって生成されるトルクであり、Ｋｄは、（例えば、実験的に決定され得る）駆動ねじ利得であり、モータ定数は、（例えば、実験的に決定され得る）モータに特有の定数であり、Ｉｍは、モータ電流である。
なおも図７８を参照すると、１３０５で、負荷センサデータが、計算されたトルク／力を比較することによって判定されるようなモータ電流データと所定の関係にある場合、方法１３５０は、負荷センサおよびモータ電流データの別のサンプルをとるステップ１３０１を含むことができ、本プロセスは、繰り返してもよい。１３０５で、負荷センサデータがモータ電流データと所定の関係にない場合、方法１３５０は、フェイルセーフモードになるステップ１３０７と、例えば、ユーザインターフェース上で通知を生成するステップ１３０９とを含むことができる。
ここで主に図７９Ａを参照すると、アクチュエータ５４Ａ（図４Ｂ）の張力および変位、したがって、関節動作型区分４０（図４Ｃ）ならびに手術道具５２（図４Ｃ）の剛性および移動は、例えば、限定されないが、事前選択された、および／または動的に制御された張力、ならびに駆動要素位置コマンドによって、制御されることができる。これらは、手動で、および／または自動的に提供されてもよい。事前選択された、または動的に制御された張力は、例えば、限定されないが、制御されている道具のタイプ、患者、実行されている手技のタイプ、およびユーザの選好を反映することができる。張力設定は、例えば、限定されないが、ユーザインターフェース１２Ａ、コンピュータメモリ、および手術道具５２（図４Ｃ）または機能識別によって提供され得る、張力設定点８０５と称されることができる。張力設定点８０５は、関節動作型区分４０（図４Ｃ）の剛性を少なくとも部分的に制御してもよい。
なおも図７９Ａを参照すると、ユーザは、ユーザインターフェース１２Ａを操作することによって、駆動要素６０を位置付けるプロセスを開始することができる。ユーザインターフェース１２Ａは、ユーザインターフェース１２Ａとのユーザ相互作用を表すデータ８０２を提供し得る、いくつかのセンサを含むことができる。データ８０２は、ユーザ操作と関連付けられる駆動要素位置コマンド８０７を判定するように、ユーザ入力プロセッサ７９２によって処理されてもよい。
なおも図７９Ａを参照すると、モータ位置フィードバック８１１は、例えば、モータ７０Ａの位置、速度、および回転の量を感知し得る、少なくとも１つのモータフィードバックセンサ７９９によって収集される情報に基づくことができる。負荷センサフィードバック８１５は、少なくとも１つの負荷センサ９８によって感知される駆動要素６０の負荷経路内の感知された負荷に基づいてもよい。張力コントローラ８０１は、張力設定点８０５、駆動要素位置コマンド８０７、モータ位置フィードバック８１１、および負荷センサフィードバック８１５に基づいて、張力コントローラコマンド８１７を提供することができる。モータ位置コントローラ７９７は、モータ位置フィードバック８１１、位置コマンド８０７、および張力コントローラコマンド８１７に基づいて、所望のモータ位置コマンド７９６を判定し、モータ７０Ａに提供することができる。モータ７０Ａは、モータ位置コントローラ７９７によって提供されるモータコマンド７９６に基づいて、力を駆動要素６０に提供することができる。このようにして手術道具５２（図４Ｂ）の移動を制御することによって、手術道具５２（図４Ｂ）の変位は、少なくとも部分的に張力設定点８０５に基づく張力限界によって統制されることができる。アクチュエータ５４Ａ（図４Ｂ）上の張力は、手術道具５２（図４Ｂ）が手術部位の周囲で移動されている間または外科的行為を行っている間に、維持されてもよい。少なくとも部分的に張力設定点８０５に基づいて、モータ７０Ａのための位置コマンドは、アクチュエータ５４Ａ（図４Ｂ）上の張力を維持するように調節されてもよい。
なおも図７９Ａを参照すると、負荷センサ９８が、負荷が最大値を超えたことを示す負荷センサフィードバックを提供する場合、プロセッサ７９２は、閾値が超えられたことを判定してもよい。プロセッサ７９２は、フィードバックがユーザのためにユーザインターフェースによって生成されるべきであるかどうかを判定してもよい。閾値インジケータ８１５が、負荷が所定の量を上回ることを示す場合、プロセッサ８３２は、警告または同等物を生成させ、ユーザインターフェース１２Ａのディスプレイを介してユーザに伝えさせることができる、フィードバック信号８３１を生成してもよい。代替として、プロセッサ８３２は、ユーザのために触覚フィードバックを生成してもよく、負荷が閾値を下回ることを閾値インジケータ８１５が示すまで、移動しないようにユーザインターフェース１２Ａに含まれるユーザ入力構造を阻止してもよい。
ここで主に図７９Ｂを参照すると、張力設定は、例えば、限定されないが、ユーザインターフェース１２Ａ、コンピュータメモリ、および手術道具５２（図４Ｃ）または機能識別によって提供され得る、張力設定点８０５と称されることができる。ユーザは、ユーザインターフェース１２Ａを操作することによって、駆動要素６０を位置付けるプロセスを開始することができる。ユーザインターフェース１２Ａは、ユーザインターフェース１２Ａとのユーザ相互作用を表すデータを提供し得る、いくつかのセンサを含むことができる。データは、ユーザ操作と関連付けられる駆動要素位置コマンド８０７を判定するように、プロセッサによって処理されてもよい。利得プロセッサ７９１は、駆動要素位置コマンド８０７およびモータ位置フィードバック８１１に基づいて、位置利得８１３を判定することができる。モータ位置フィードバック８１１は、例えば、モータ７０Ａの位置、速度、および回転の量を感知し得る、少なくとも１つのモータフィードバックセンサ７９９によって収集される情報に基づくことができる。張力コントローラ８０１は、張力設定点８０５、位置利得８１３、および負荷センサフィードバック８１５に基づいて、張力コントローラコマンド８１７を提供することができる。いくつかの構成では、張力設定点８０５は、位置利得８１３に追加されることができ、負荷センサフィードバック８１５は、その合計から減算されることができる（加算器７９４参照）。負荷センサフィードバック８１５は、少なくとも１つの負荷センサ９８によって感知される駆動要素６０の負荷経路内の感知された負荷に基づいてもよい。いくつかの構成では，負荷センサフィードバック８１５は、アクチュエータ張力を判定するように処理されてもよく、アクチュエータ張力は、加算器７９４に提供されてもよい。モータ位置コントローラ７９７は、モータ位置フィードバック８１１、位置コマンド８０７、および張力コントローラコマンド８１７に基づいて、所望のモータ位置コマンドを判定し、モータ７０Ａに提供することができる。いくつかの構成では、張力コントローラコマンド８１７が、位置コマンド８０７に追加されることができ（加算器７９３参照）、そこからモータ位置フィードバック８１１が減算されることができる（加算器７９５参照）。モータ７０Ａは、モータ位置コントローラ７９７によって提供されるモータコマンド７９６に基づいて、力を駆動要素６０に提供することができる。このようにして手術道具５２（図４Ｂ）の移動を制御することによって、手術道具５２（図４Ｂ）の変位は、少なくとも部分的に張力設定点８０５に基づく張力限界によって統制されることができる。アクチュエータ５４Ａ（図４Ｂ）上の張力は、手術道具５２（図４Ｂ）が手術部位の周囲で移動されている間または外科的行為を行っている間に、維持されてもよい。少なくとも部分的に張力設定点８０５に基づいて、モータ７０Ａのための位置コマンドは、アクチュエータ５４Ａ（図４Ｂ）上の張力を維持するように調節されてもよい。
なおも図７９Ｂを参照すると、負荷センサ９８が、負荷が最大値を超えたことを検出する場合、負荷センサ９８は、閾値インジケータ８１５を、ユーザインターフェース１２Ａまたはユーザインターフェース１２Ａ内のプロセッサに送信することができる。閾値インジケータ８１５は、ユーザのためにユーザインターフェースによって生成されるであろうフィードバックを判定するために使用されてもよい。閾値インジケータ８１５が、負荷が所定の量を上回ることを示す場合、プロセッサは、ユーザインターフェース１２Ａを通して表示または別様に提供され得る、フィードバック信号を生成してもよい。例えば、プロセッサは、ユーザインターフェース１２Ａのディスプレイを介してユーザに伝えられる警告または同等物を生成してもよい。代替として、プロセッサは、ユーザのために触覚フィードバックを生成してもよく、負荷が閾値を下回ることを閾値インジケータ８１５が示すまで、移動しないようにユーザインターフェース１２Ａに含まれるユーザ入力構造を阻止してもよい。
ここで図７９Ｃを参照すると、駆動要素６０を位置付けるためのシステム７９Ｃ１は、ＵＩ１２Ａと、コントローラ１５と、通信ネットワーク２１を経由して駆動状態ケーブル位置システム７９Ｃ３および直列対応ケーブル位置システム７９Ｃ４と通信するセンサ７９Ｃ２とを含むことができるが、それらを含むことに限定されない。駆動状態ケーブル位置システム７９Ｃ３は、例えば、限定されないが、３相ブラシレスモータ等のモータ７９Ｃ５と、線形アクチュエータ７９Ｃ６を駆動するステップと、位置センサ７９Ｃ６からフィードバックを受信するステップとを含むことができるが、それらを含むことに限定されない。直列コンプライアンスケーブル位置システム７９Ｃ１０は、冗長直列コンプライアンスセンサ７９Ｃ８と、絶対位置センサ７９Ｃ９とを含むことができる。所望の場所７６Ａ２（図７６Ａ）は、移動の目標に応じて、柔軟または厳密に達成されることができる。例えば、アクチュエータ７６Ａ３２（図７６Ａ）が、活動を達成するために力を要求する活動と関連付けられるものである場合、所望の場所７６Ａ２（図７６Ａ）は、障害物に厳密に遭遇することによって達成され得る一方で、アクチュエータ７６Ａ３２（図７６Ａ）が、単純にケーブル７６Ａ１４（図７６Ａ）を再配置することと関連付けられるものである場合、所望の場所７６Ａ２（図７６Ａ）は、柔軟に障害物をナビゲートすることによって達成され得る。駆動状態ケーブル位置システム７９Ｃ３が、力を要求する活動を行うために使用されることができる一方で、直列コンプライアンスケーブル位置システム７９Ｃ１０は、単純にケーブル７６Ａ１４（図７６Ａ）を再配置するために使用されることができる。直列コンプライアンスは、表面に遭遇するときに力の制御を可能にし得る、既知の剛性の柔軟要素を負荷経路に追加することができる。システムの剛性は、例えば、限定されないが、コントローラ１５（図３）における力変位特性を変化させることによって、変動されることができる。運動中の張力制御は、作業包絡線範囲の縁におけるピーク力を限定することができ、いくつかの条件下で、方向を逆転させるときに遅延がないことを確実にすることができる。
主に図８０Ａを参照すると、機器キャリア１４４０は、内側管腔１４４０Ａおよび外側管腔１４４０Ｂの組み合わせによって形成されることができる。そのような組み合わせは、集合的に機器キャリア１４４０と称されることができる。外側管腔１４４０Ｂは、内側管腔１４４０Ａを収容し得る、第１の管腔空間１４４３を備えることができる。内側管腔１４４０Ａはさらに、挿入され得、機器キャリア１４４０の長さに沿って進行し得る、少なくとも１つの手術道具を受容して収容するように構成される、第２の管腔空間１４４２を備えることができる。内側管腔１４４０Ａはさらに、合致するケーブルコンパートメント１４４４の中に少なくとも１つのケーブル（図示せず）を収容するように構成される、１つまたはそれを上回るケーブルコンパートメント１４４４を備えることができる。ケーブルコンパートメント１４４４はさらに、内側管腔１４４０Ａの外側表面（図示せず）に沿って延設するように構成されることができる。受容されたケーブルは、内側管腔１４４０Ａの外側表面と外側管腔１４４０Ｂの内側表面（図示せず）との間に閉じ込められたままであることができる。ケーブルを閉じ込めることは、ケーブルが直線および／または回転運動を行うことを可能にすることができる。外側管腔１４４０Ｂはさらに、ケーブルコンパートメント１４４４に対応し得るアクセス窓１４４１を含むことができ、したがって、機器キャリア１４４０の外側からケーブルへのアクセスを提供する。加えて、内側管腔１４４０Ａおよび外側管腔１４４０Ｂは、機器キャリア１４４０の動作中に動作可能に結合されたままであることができる。
ここで主に図８０Ｂを参照すると、機器キャリア１４４０は、少なくとも１つの被駆動構成要素１４８０と動作可能に結合されることができる。そのような配列は、保定通路内１４８１で機器キャリア１４４０を部分的または完全に保定することによって達成されることができる。被駆動構成要素１４８０はさらに、機器キャリア１４４０のアクセス窓１４４１を通して作動ケーブルにアクセスするように構成されることができる。いくつかの構成では、被駆動構成要素１４８０は、被駆動構成要素１４８０の運動が、本明細書でさらに議論されるように作動ケーブルの位置に影響を及ぼし得るように、作動ケーブルに係合することができる。力または運動は、被駆動構成要素１４８０の表面を部分的または完全に占有し得る移転接合部１４８２を通して、被駆動構成要素１４８０に移転されることができる。移転接合部１４８２はさらに、外部デバイスもしくは本体を通して力および／または運動を受容するように構成されることができる。受容された力および／または運動は、次いで、機器キャリア１４４０の作動ケーブルまで前進されることができる。
主に図８１Ａ−８１Ｃを参照すると、アセンブリ１３９９は、筐体１４００と、作動設定１３９８とを備えることができる。筐体１４００はさらに、作動設定１３９８の第１の動作部材のセットがそれと係合された第１の表面１４０１と、作動設定１３９８の第２の動作部材のセットが係合された第２の表面とを備えることができる。作動設定１３９８はさらに、被駆動構成要素１４８０がケーブルコンパートメント１４４４（図８０Ａ）内に配置される作動ケーブルの運動に影響を及ぼし得るように、１つまたはそれを上回る被駆動構成要素１４８０と動作可能に結合され得る、機器キャリア１４４０を備えることができる。被駆動構成要素１４８０は、保定通路１４８１内に機器キャリア１４４０を完全または部分的に収容することができる。機器キャリア１４４０の保定はさらに、被駆動構成要素１４８０がアクセス窓１４４１（図８１Ｂ）を通して作動ケーブルにアクセスすることを可能にすることができる。作動ケーブルと被駆動構成要素１４８０との間の係合は、アクセス窓１４４１（図８１Ｂ）を通してケーブルコンパートメント１４４４（図８０Ａ）に進入するように構成されるケーブルアンカ１４８３を提供することによって、達成されることができる。ケーブルアンカ１４８３と作動ケーブルとの間の相互作用は、対応するケーブルアンカ１４８３が機器キャリア１４４０に沿って合致するアクセス窓１４４１（図８１Ｂ）と一致し得るように、被駆動構成要素１４８０を整合させることによって、達成されることができる。いくつかの構成では、作動ケーブルは、部分的にアクセス窓１４４１（図８１Ｂ）から解放されることができ、被駆動構成要素１４８０からの影響を取得するように被駆動構成要素１４８０の周囲に固着されることができる。いくつかの構成では、被駆動構成要素１４８０は、多重部品構成要素であることができる。被駆動構成要素１４８０の殆どの部分は、ひいては、機器キャリア１４４０を収容し得る、保定通路１４８１（図８１Ａ）を提供するように一緒になることができる。
図８１Ａ−８１Ｃを参照し続けると、移転接合部１４８２は、被駆動構成要素１４８０の表面積を部分的または完全に占有することができ、外部本体から力および／または運動を受容するように構成されることができる。この受容された力／運動は、機器キャリア１４４０の作動ケーブルまで前進されることができる。いくつかの構成では、被駆動構成要素１４８０は、被操作構成要素１４４０の作動ケーブルをナビゲートすることができる。作動設定１３９８はさらに、１つまたはそれを上回る被駆動構成要素１４８０に対応し得る、複数の駆動構成要素１４９０を含むことができる。駆動構成要素１４９０は、ステム部分１４９１およびステム部分１４９１を実質的に囲繞する動作部分１４９３から成ることができる。ステム部分１４９１は、駆動構成要素１４９０が作動設定１３９８の動作中にその回転自由度を保持し得るように、筐体１４００と係合するように構成されることができる。動作部分１４９３は、駆動構成要素１４９０から被駆動構成要素１４８０まで力および／または運動を前進させるために被駆動構成要素１４８０の移転接合部１４８２と相互作用することができる。
ここで主に図８１Ｂを参照すると、筐体１４００は、第１のステーション１４２０Ａおよび第２のステーション１４２０Ｂを伴う線形進路１４２０を含むことができる。被駆動構成要素１４８０は、線形進路１４２０を覆って動作可能に静置するように構成されることができ、第１の線形方向１５２２または第２の線形方向１５２３に直線運動を行うことができるが、それを行うことに限定されない。被駆動構成要素１４８０の直線運動は、線形進路１４２０の第１のステーション１４２０Ａと第２のステーション１４２０Ｂとの間で限定されることができる。線形進路１４２０は、第１のステーション１４２０Ａおよび第２のステーション１４２０Ｂに配置され得る、空洞１４２１を含むことができる。空洞１４２１は、機器キャリア１４４０を収容するように構成されることができる。いくつかの構成では、複数の空洞１４２１は、その動作位置で機器キャリア１４４０を維持するために線形進路１４２０の長さに沿って提供されることができる。機器キャリア１４４０の種々の区分は、空洞１４２１および被駆動構成要素１４８０によって提供される保定通路１４８１（図８１Ａ）によって、共同で保定されることができる。筐体１４００は、その中で駆動構成要素１４９０の対応するステム部分１４９１を受容するように構成される受容体１４２４を含むことができる。そのような配列は、筐体１４００と駆動構成要素１４９０との間の係合を可能にすることができる。
図８１Ａ−８１Ｃを参照し続けると、駆動構成要素１４９０は、第１の回転方向１５３２および第２の回転方向１５３３に回転運動を行うように構成されることができる。アセンブリのいくつかの構成では、回転運動は、限定されないが、調和歯車モータおよび／または遊星歯車モータ等の外部回転デバイスによって生成されることができる。外部回転デバイスは、筐体１４００の第２の表面（図示せず）を通して駆動構成要素１４９０と係合されることができる。本係合は、ステム部分１４９１の少なくとも一部が第２の表面を通って突出し得るように、受容体１４２４の中へ駆動構成要素１４９０のステム部分１４９１を受容することによって、達成されることができる。本突出部（図示せず）は、調和歯車モータ１５５５（図８１Ｃ）または遊星歯車モータ１５５０（図８１Ｃ）等の外部回転デバイスと係合されることができる。モータ１５５０、１５５５によって生成される回転運動は、駆動構成要素１４９０のステム部分１４９１を通して動作部分１４９３まで前進されることができる。いくつかの構成では、動作部分１４９３は、被駆動構成要素１４８０の移転接合部１４８２上に提供され得る、合致する第２の歯車の歯のセットと相互作用し得る、第１の歯車の歯のセットを伴う円筒本体であることができるが、そうであることに限定されない。歯車の歯の数は、要求される力の量または程度に応じて、本質的に可変であり得る。
ここで図８１Ｃを参照すると、駆動構成要素１６００の第２の構成は、第１の構成よりも多数の歯車の歯、故に、大きい直径を含むことができる。駆動構成要素１６００の第２の構成は、ステム部分１６１０を通して筐体１４００と係合し、動作部分１６２０を通して移転接合部１４８２と相互作用することができる。
種々の代替物および修正が、本開示から逸脱することなく、当業者によって考案されることができる。故に、本開示は、全てのそのような代替物、修正、および変異を包含することを意図している。加えて、本開示のいくつかの構成が、図面に示され、および／または本明細書で議論されているが、本開示は当技術分野が許容するであろうほどに広範囲であり、本明細書が同様に読まれることが意図されるため、本開示がそれに限定されることは意図されない。したがって、上記の説明は、限定的としてではなく、特定の構成の例示のみとして解釈されるべきである。そして当業者は、本明細書に添付される請求項の範囲および精神内の他の修正を想定するであろう。本構成はまた、本明細書で議論される方法を達成するためのハードウェア、ファームウェア、および／またはソフトウェアで実行されることができる、システムならびに方法と、おそらく、これらの方法およびシステムを達成するためのソフトウェアを記憶するコンピュータ可読媒体とを対象とする。本明細書に説明される種々のモジュールは、単一のＣＰＵと併せて、または恣意的な数の異なるＣＰＵ上で提供されることができる。他の代替コンピュータプラットフォームも使用されることができる。オペレーティングシステムは、例えば、ＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）、ＬＩＮＵＸ（登録商標）、およびＶＭＳであることができるが、それらに限定されない。通信リンクは、例えば、セルラー通信システム、軍用通信システム、および衛星通信システムを使用する、有線または無線であり得る。任意のデータおよび結果が、将来の読出ならびに処理のために記憶され、印刷され、表示され、別のコンピュータに転送され、および／または他の場所に転送されることができる。
法規を順守して、本構成は、構造および方法的特徴に関して多かれ少なかれ具体的な言語で説明されている。しかしながら、本構成は、示される具体的特徴に限定されないことを理解されたい。
図７６、７７、および７８を再び参照すると、方法４５０（図７６）、４７５（図７７）、ならびに１３５０（図７８）は、全体的または部分的に、電子的に実装されることができる。本教示の方法および他の開示される構成を実装するシステムの要素によって講じられる措置を表す信号は、少なくとも１つのライブ通信ネットワーク２１（図２）を経由して進行することができる。制御およびデータ情報は、少なくとも１つのコンピュータ可読媒体上で電子的に実行され、記憶されることができる。本システムは、少なくとも１つのライブ通信ネットワーク２１（図２）内の少なくとも１つのコンピュータノード上で実行するように実装されることができる。少なくとも１つのコンピュータ可読媒体の一般的形態は、例えば、限定されないが、フロッピー（登録商標）ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、または任意の他の磁気媒体、コンパクトディスク読取専用メモリもしくは任意の他の光学媒体、穿孔カード、紙テープ、または孔のパターンを伴う任意の他の物理媒体、ランダムアクセスメモリ、プログラマブル読取専用メモリ、および消去可能プログラマブル読取専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、フラッシュＥＰＲＯＭ、または任意の他のメモリチップもしくはカートリッジ、またはコンピュータが読み取り得る任意の他の媒体を含むことができる。さらに、少なくとも１つのコンピュータ可読媒体は、限定されないが、Ｇｒａｐｈｉｃ Ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ Ｆｏｒｍａｔ（ＧＩＦ）、Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ（ＪＰＥＧ）、Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｇｒａｐｈｉｃｓ（ＰＮＧ）、Ｓｃａｌａｂｌｅ Ｖｅｃｔｏｒ Ｇｒａｐｈｉｃｓ（ＳＶＧ）、およびＴａｇｇｅｄ Ｉｍａｇｅ Ｆｉｌｅ Ｆｏｒｍａｔ（ＴＩＦＦ）を含む、任意の形態のグラフを含有することができる。
図面に示される構成は、本開示のある実施例を実証するためのみに提示される。そして説明される図面は、例証的にすぎず、非限定的である。図面では、例証目的のために、要素のうちのいくつかのサイズは、誇張され、特定の縮尺で描かれない場合がある。加えて、同一の番号を有する図面内に示される要素は、文脈に応じて、同じ要素であってもよい、または類似要素であってもよい。
例えば、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（〜を備える）」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（〜を含む）」、および「ｈａｖｉｎｇ（〜を有する）」等の用語が、本説明ならびに請求項で使用される場合、それらは、他の要素またはステップを除外しない。例えば、「ａ（１つの）」、「ａｎ（１つの）」、または「ｔｈｅ（前記）」等の単数名詞を指すときに、不定もしくは定冠詞が使用される場合、これは、別様に何かが具体的に記述されない限り、その名詞の複数形を含む。故に、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（〜を備える）」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（〜を含む）」、および「ｈａｖｉｎｇ（〜を有する）」という用語は、その後に列挙される項目に制限されるものとして解釈されるべきではなく、それらは、他の要素またはステップを除外しないため、例えば、「項目ＡおよびＢを備えるデバイス」という表現の範囲は、構成要素ＡおよびＢのみから成るデバイスに限定されるべきではない。
さらに、「第１の」、「第２の」、「第３の」、および同等物という用語は、説明または請求項で使用されるかどうかにかかわらず、必ずしも起こった順番または年代順を説明するためではなく、類似要素を区別するために提供される。そのように使用される用語は、（明確に別様に開示されない限り）適切な状況下で交換可能であり、本明細書に説明される本開示の構成は、本明細書で説明もしくは図示される以外の順序および／または配列で動作が可能であると理解されたい。
特許請求の範囲

Claims (37)

  1. ロボット手術を実行するための装置であって、
    少なくとも１つのモータと、前記少なくとも１つのモータのそれぞれに対して関連付けられた駆動要素とを有する駆動構成要素であって、前記関連付けられた駆動要素は、駆動ねじと、縦軸を中心とした前記駆動ねじの回転に応答して前記駆動ねじの前記縦軸を中心として平行移動して変位するナットと、前記縦軸を横断する角度で配向された突起とを有する、駆動構成要素と、
    少なくとも１つの被駆動要素を含むマニピュレータであって、前記少なくとも１つの被駆動要素は、前記突起に係合する受容特徴を有し、前記少なくとも１つの被駆動要素は、前記突起が前記受容特徴の中に係合されるときに前記突起とともに平行移動変位を達成する、マニピュレータと、
    少なくとも前記突起および前記受容特徴を分離する連続障壁であって、前記連続障壁の少なくとも一部は、前記突起を被覆し、前記突起は、前記連続障壁を通して前記受容特徴に係合し、前記連続障壁は、前記駆動構成要素の無菌を維持し、前記連続障壁は、前記平行移動変位を収容する、連続障壁と、
    前記被駆動要素に結合された第１の端部と、エンドエフェクタに結合された第２の端部とを有する少なくとも１つのアクチュエータと
    を備え、
    前記駆動構成要素によって駆動される前記少なくとも１つのアクチュエータは、前記エンドエフェクタを使用して前記ロボット手術を実行し、
    前記ナットは、前記突起を含む、装置。
  2. 前記ナットは、受容構造を備え、前記突起は、前記受容構造と結合される、請求項１に記載の装置。
  3. 前記装置は、少なくとも１つの線形軸受をさらに備え、前記ナットは、前記少なくとも１つの線形軸受上に乗設する、請求項１に記載の装置。
  4. 前記連続障壁の少なくとも一部は、前記突起および前記被駆動要素とともに移動する、請求項１に記載の装置。
  5. 前記連続障壁は、ポケット状領域を含み、前記ポケット状領域は、少なくとも１つのポケットを含み、前記少なくとも１つのポケットは、少なくとも１つのプリーツを含む、請求項１に記載の装置。
  6. 前記装置は、前記少なくとも１つのアクチュエータ上の前記駆動要素によって及ぼされる負荷を測定する負荷センサをさらに備え、
    前記負荷センサは、
    柔軟な本体であって、前記柔軟な本体は、前記負荷の大きさに比例して変形し、前記柔軟な本体は、第１の半分と、第２の半分と、前記柔軟な本体の前記第１の半分から前記柔軟な本体の前記第２の半分に向かって延在する少なくとも１つの停止突起とを含み、前記少なくとも１つの停止突起は、前記負荷の大きさが実質的に第１の範囲内に入るときに、前記第１の半分と前記第２の半分との間に間隙を残し、前記少なくとも１つの停止突起は、前記負荷の大きさが実質的に第２の範囲内に入るときに、前記第２の半分に接触する、柔軟な本体と、
    前記柔軟な本体に取り付けられた負荷センサ突起であって、前記負荷センサ突起は、前記柔軟な本体の前記変形を増幅する、負荷センサ突起と、
    前記負荷センサ突起の変位を監視する少なくとも１つのセンサを有する電気構成要素であって、前記変位は、前記負荷の前記測定と関連付けられている、電気構成要素と
    を含む、請求項１に記載の装置。
  7. 前記負荷センサ突起は、磁石を含む、請求項６に記載の装置。
  8. 前記電気構成要素は、少なくとも１つのホール効果センサを含み、前記ホール効果センサは、前記磁石の位置に基づいてホール電圧を生成する、請求項７に記載の装置。
  9. 前記負荷センサ突起は、基準参照マーキングを含み、前記電気構成要素は、光学センサを有し、前記光学センサは、前記基準参照マーキングを監視する、請求項６に記載の装置。
  10. 前記電気構成要素は、電位差計を含み、前記電位差計は、ワイパを有し、前記ワイパは、前記負荷センサ突起の前記変位に基づいて変位する、請求項６に記載の装置。
  11. 前記柔軟な本体は、アルミニウムを含む、請求項６に記載の装置。
  12. 前記第１の範囲は、０ポンド〜５０ポンドの範囲を含む、請求項６に記載の装置。
  13. 前記柔軟な本体は、Ｓビームを含み、前記Ｓビームは、前記間隙の結果として前記少なくとも１つの停止突起まで圧縮されている、請求項６に記載の装置。
  14. 前記装置は、前記少なくとも１つのアクチュエータ上の前記駆動要素によって及ぼされる負荷を測定するための負荷センサをさらに備え、
    前記負荷センサは、
    柔軟な本体であって、前記柔軟な本体は、前記負荷の大きさに比例して変形する、柔軟な本体と、
    前記柔軟な本体を通って延在する挿入物であって、前記挿入物は、調節可能なスペーサを有する、挿入物と、
    前記柔軟な本体に取り付けられた負荷センサ突起であって、前記負荷センサ突起は、前記柔軟な本体の前記変形を増幅し、前記柔軟な本体および前記挿入物および前記負荷センサ突起は、機械構成要素を形成する、負荷センサ突起と、
    電気構成要素であって、前記電気構成要素は、前記負荷センサ突起の変位を監視する少なくとも１つのセンサを含み、前記変位は、前記負荷と関連付けられている、電気構成要素と
    を含む、請求項１に記載の装置。
  15. 前記電気構成要素は、前記機械構成要素と物理的に別個の構成要素を含む、請求項１４に記載の装置。
  16. 前記挿入物は、ねじ山付き挿入物を含む、請求項１４に記載の装置。
  17. 前記調節可能なスペーサは、ナットを含む、請求項１４に記載の装置。
  18. 前記機械構成要素は、変形可能な本体を含み、前記変形可能な本体は、突起を含み、前記変形可能な本体の前記突起は、前記変形可能な本体の前記突起を屈曲前部分および屈曲後部分に分割する屈曲部を含み、前記屈曲前部分は、前記柔軟な本体に取り付けられており、前記屈曲後部分は、前記柔軟な本体の表面と実質的に垂直である表面を有する、請求項１４に記載の装置。
  19. 前記装置は、無菌構成要素をさらに備え、
    前記無菌構成要素は、
    第１の近位部分を有する被操作構成要素であって、前記第１の近位部分は、近位端を有し、前記被操作構成要素は、関節動作型遠位部分を有し、前記関節動作型遠位部分は、遠位端を有し、前記関節動作型遠位部分は、少なくとも１つの関節動作部を有し、前記被操作構成要素は、切り抜きを有する、被操作構成要素と、
    前記被操作構成要素の前記遠位端に配置された手術道具と
    を含む、請求項１に記載の装置。
  20. 前記少なくとも１つの関節動作部は、リビングヒンジを含む、請求項１９に記載の装置。
  21. 前記マニピュレータは、エンクロージャを含み、前記エンクロージャは、前記被操作構成要素の前記第１の近位部分の少なくとも一部を収納する、請求項１９に記載の装置。
  22. 前記少なくとも１つのアクチュエータは、ワイヤを含む、請求項１９に記載の装置。
  23. 前記被駆動要素は、レール突起を含み、前記レール突起は、前記切り抜きの中へ延在し、前記レール突起は、前記被駆動要素の変位に基づいて前記切り抜きに沿って乗設する、請求項１９に記載の装置。
  24. 前記被駆動要素は、前記少なくとも１つのアクチュエータの少なくとも一部を収納するチャネルを含む、請求項１９に記載の装置。
  25. 前記マニピュレータは、筐体を含み、前記筐体は、少なくとも１つのスロットを有し、前記少なくとも１つのスロットは、前記少なくとも１つの被駆動要素の受容特徴と整合されている、請求項１９に記載の装置。
  26. 前記マニピュレータは、前記連続障壁を通して回転駆動要素と相互作用する少なくとも１つの回転被駆動要素を含み、前記回転被駆動要素は、前記被操作構成要素または前記手術道具を作動させるために前記少なくとも１つのアクチュエータに取り付けられている、請求項１９に記載の装置。
  27. 前記少なくとも１つの回転被駆動要素は、磁石を含む、請求項２６に記載の装置。
  28. 前記マニピュレータは、第１の軸を中心として回転するシャフトを有する回転駆動要素を含み、前記シャフトは、前記連続障壁と関連付けられた障壁インターフェース接続要素に取り付けられており、前記障壁インターフェース接続要素は、前記第１の軸に対して鋭角で配向されている面を含む、請求項２６に記載の装置。
  29. 前記装置は、外科システムにおいて用いられるものであり、前記外科システムは、非無菌区分と無菌区分とを含み、
    前記装置は、前記連続障壁の第１の表面と動作可能に連通する少なくとも１つの障壁インターフェース接続部材を含む力伝達システムをさらに備え、
    前記連続障壁は、前記外科システムの前記非無菌区分と前記無菌区分との間に位置付けられており、前記第１の表面は、前記非無菌区分に対面し、対向する第２の表面は、前記無菌区分に対面し、
    前記非無菌区分の中に位置する前記駆動要素は、所定の力を生成して伝達し、
    前記無菌区分の中に位置する前記被駆動要素は、前記対向する第２の面と動作可能に連通する少なくとも１つの協働障壁インターフェース接続部材を含み、前記被駆動要素は、前記連続障壁を横断して前記駆動要素から前記所定の力を受容し、前記連続障壁は、前記所定の力の伝達中に前記無菌区分の無菌性を維持する、請求項１に記載の装置。
  30. 前記所定の力は、直線力および回転力から成る群から選択される、請求項２９に記載の装置。
  31. 前記非無菌区分は、第１の筐体を含み、前記第１の筐体は、前記少なくとも１つの駆動要素と、前記少なくとも１つの第１の障壁インターフェース接続部材とを含む、請求項２９に記載の装置。
  32. 前記無菌区分は、第２の筐体を含み、前記第２の筐体は、前記少なくとも１つの被駆動要素と、前記少なくとも１つの協働障壁インターフェース接続部材とを含む、請求項２９に記載の装置。
  33. 前記連続障壁は、ブランケット、ドレープ、または、カーテンを含む、請求項２９に記載の装置。
  34. 前記連続障壁は、層状材料を含む、請求項２９に記載の装置。
  35. 前記連続障壁は、前記少なくとも１つの障壁インターフェース接続部材との非接触連通を含む、請求項２９に記載の装置。
  36. 前記少なくとも１つの障壁インターフェース接続部材および前記少なくとも１つの協働障壁インターフェース接続部材は、磁気結合を含む、請求項２９に記載の装置。
  37. 前記装置は、外科システムにおいて用いられるものであり、前記外科システムは、非無菌区分と無菌区分とを含み、
    前記装置は、前記連続障壁内に少なくとも１つの架橋要素を含むトルク伝達システムをさらに備え、
    前記少なくとも１つの架橋要素は、前記駆動要素および前記被駆動要素を連結し、前記少なくとも１つの架橋要素は、前記非無菌区分上の第１の部品のセットと、前記無菌区分上の第２の部品のセットとを含み、前記第１の部品のセットおよび前記第２の部品のセットは、前記非無菌区分内の前記少なくとも１つの障壁インターフェース接続部材および前記無菌区分内の前記少なくとも１つの協働障壁インターフェース接続部材と噛合し、
    前記連続障壁は、前記外科システムの前記非無菌区分と前記無菌区分との間に位置付けられており、前記連続障壁は、第１の表面と、対向する第２の表面とを有し、
    少なくとも１つの駆動要素は、前記非無菌区分の中に配置されており、前記駆動要素は、基準軸に沿ってトルクを生成して伝達し、前記基準軸は、平行軸を横断し、前記平行軸は、前記第１の表面および前記対向する第２の表面と平行であり、前記基準軸は、前記非無菌区分で発生して前記無菌区分で終端し、前記少なくとも１つの駆動要素は、少なくとも１つの障壁インターフェース接続部材を有し、前記障壁インターフェース接続部材は、前記第１の表面と動作可能に連通し、
    少なくとも１つの被駆動要素は、前記無菌区分の中に配置されており、前記被駆動要素は、前記対向する第２の表面上の前記連続障壁と動作可能に連通する少なくとも１つの協働障壁インターフェース接続部材を有し、前記少なくとも１つの被駆動要素は、前記基準軸に沿って前記駆動要素から前記トルクを受容し、
    前記第１の表面は、前記非無菌区分に対面し、前記対向する第２の表面は、前記無菌区分に対面する、請求項１に記載の装置。
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