KR101753504B1

KR101753504B1 - 엔드 이펙터 연결 및 작동 시스템

Info

Publication number: KR101753504B1
Application number: KR1020157024396A
Authority: KR
Inventors: 살바토레 카스트로
Original assignee: 텔리플렉스 메디컬 인코포레이티드
Priority date: 2013-02-07
Filing date: 2014-02-07
Publication date: 2017-07-03
Also published as: CA2987233A1; CA2900521C; CN105120786B; KR20150118998A; JP2017217539A; US9936966B2; CN105120786A; JP2016506825A; WO2014124240A1; AU2014214765B2; JP2019107526A; AU2014214765A1; EP2953567A4; US20140216187A1; JP6503427B2; CA2987233C; CA2900521A1; EP2953567A1

Abstract

엔드 이펙터 작동 시스템은 내부 내강을 갖는 외축 및 내강 내에 슬라이드식으로 수용되는 작동 로드를 포함하는 축 조립체 - 상기 외축은 원위 단부 부분을 가지며, 상기 원위 단부 부분은 상기 작동 로드가 상기 원위 단부 부분 내의 내강으로부터 부재하는 경우에만 압축 가능함 - ; 상기 원위 단부 부분 상에 제공되는 체결 보스; 및 수용 개구 및 리텐션 포켓을 갖는 엔드 이펙터 조립체 - 상기 수용 개구는 상기 외축의 압축된 원위 단부 부분을 수용하도록 크기가 정해지고, 상기 리텐션 포켓은 상기 원위 단부 부분의 상기 내강 내에 상기 작동 로드가 존재함으로 인하여 상기 원위 단부 부분이 복원되는 경우 상기 체결 보스를 수용하도록 크기가 정해짐 - 을 포함하는 엔드 이펙터 작동 시스템.

Description

엔드 이펙터 연결 및 작동 시스템{END EFFECTOR CONNECTION AND ACTUATION SYSTEMS}

본 발명은 일반적으로 최소 절개술(minimally invasive surgical technique)을 위한 엔드 이펙터 시스템에 관한 것이다. 보다 특별하게는, 엔드 이펙터 연결 및 작동 시스템에 관하여 개시된다.

복강경(laparoscopic) 또는 내시경(endoscopic) 수술과 같은 최소 절개술 수술이 보다 더 일반화되고 있다. 오늘날의 외과의는 신체내에 상대적으로 작은 진입점을 통해 삽입되는 도구를 이용하여 복잡한 수술을 수행할 수 있으며, 종종 환자의 흉터 및 회복 시간을 감소할 수 있다. 이러한 외과 도구는 종종 매우 특정한 기능을 가지며, 예를 들면 가위, 그래스퍼(grasper), 디섹터(dissector), 시일러(sealer), 봉합 보조 도구(suture aid), 리트랙터(retractor), 클램프(clamp), 및 클립 어플라이어(clip appliers)를 포함한다. 종종 신체의 내부의 가시적 검사 및 확대를 가능하게 하는 기구인 내시경은 이러한 다양한 도구와 결합하여 수술을 수행하도록 한다.

최소 절개 수술을 위한 도구 및 기구는 종종 캐뉼라(cannula) 또는 투관침(trocar)를 통해 신체로 삽입된다. 신체의 연조직을 통해 구멍이 생겨서 예를 들면 신체 체강(body cavity)으로의 접근이 가능하다. 구멍은 일체로 형성되거나 제공되는 절단 기구를 갖는 투관침 또는 폐쇄(obturator) 기구로 만들어질 수 있다.

엔드 이펙터 조립체는 종종 환자의 조직과 접촉하고 조작하는 외과 기구의 교체가능한 부분을 칭한다. 종래의 외과 기구는 내부에 슬라이드식으로 제공되는 고체의 작동 로드(solid actuating rod slidably provided therein)를 갖는 중공축(hollow shaft)를 가져서, 통상 이 중공축과 결합된 이들 엔드 이펙터 조립체 중 하나를 작동하도록 한다. 로드는 통상 근위 단부에서 핸들과 같은 기구 작동 장치에 결합되고, 동작시, 로드를 중공축을 통해 슬라이드시켜서, 엔드 이펙터 조립체를 작동시킨다.

엔드 이펙터 조립체를 용이하고 신속하고 효과적으로 기구축에 결합 또는 분리시킬 수 있는 능력을 제공할 수 있는 방법 및 시스템에 대한 요구가 있다.

전술한 요구는 본 발명에 의해 큰 정도로 충족되는데, 일 측면에서, 엔드 이펙터 작동 시스템은 내부 내강을 갖는 외축 및 내강 내에 슬라이드식으로 수용되는 작동 로드를 포함하는 축 조립체 - 상기 외축은 원위 단부 부분을 가지며, 상기 원위 단부 부분은 상기 작동 로드가 상기 원위 단부 부분 내의 내강으로부터 부재하는 경우에만 압축 가능함 - 을 포함한다. 체결 보스가 상기 외축의 상기 원위 단부 부분 상에 제공되며, 수용 개구 및 리텐션 포켓을 갖는 엔드 이펙터 조립체 - 상기 수용 개구는 상기 외축의 압축된 원위 단부 부분을 수용하도록 크기가 정해지고, 상기 리텐션 포켓은 상기 원위 단부 부분의 상기 내강 내에 상기 작동 로드가 존재함으로 인하여 상기 원위 단부 부분이 복원되는 경우 상기 체결 보스를 수용하도록 크기가 정해짐 - 가 또한 제공된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 엔드 이펙터 작동 시스템은 외축 및 상기 외축 내로 슬라이드식으로 수용되는 작동축을 갖는 축 조립체 - 상기 작동축은 팁 단부를 가짐 - ; 및 크레비스 하우징, 상기 작동축의 팁 단부를 고정하기 위한 팁 커넥터, 및 상기 팁 커넥터에 결합된 죠 조립체를 포함하는 엔드 이펙터 조립체 - 상기 팁 커넥터는 상기 크레비스 하우징 내에 하우스되고 확장 가능한 부분을 가지며, 상기 확장 가능한 부분은 상기 팁 커넥터가 상기 크레비스 하우징 내의 소정 위치에 있는 경우에만 확장 가능함 - 을 포함한다.

따라서, 본 명세서의 상세한 설명이 보다 잘 이해되도록 하기 위하여 또한 본 발명의 당해 분야에 대한 기여가 보다 잘 평가되도록 본 발명의 특정 측면이 다소 넓게 강조되었다.

이에 대하여, 적어도 하나의 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기 이전에, 본 발명은 그 적용에 있어서 구조의 상세한 것이나 상세한 설명 또는 도시된 도면에서 설명된 부품의 배치에 국한되지 않음이 이해되어야 한다. 본 발명은 이러한 설명외에도 구현이 가능하고, 실시가 가능하며 각종 방식으로 이행될 수 있다. 또한, 본 명세서 및 요약서에서 사용한 어법 및 용어는 설명을 목적으로 한 것이며 제한적으로 이해되어서는 안된다.

따라서, 당해 분야의 숙련자라면 본 명세서가 기초로 한 개념이 본 발명의 수개의 목적을 이행하기 위한 다른 구조, 방법 및 시스템의 디자인의 기초로 용이하게 이용될 수 있음을 알 것이다. 그러므로, 청구 범위가 본 발명의 기술 사상 및 범위로부터 벗어나지 않는 한 그러한 등가의 구조를 포함하는 것으로 간주된다.

도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 축 조립체 및 엔드 이펙터 조립체를 포함하는 엔드 이펙터 시스템의 투시도이다.
도 2는 본 발명의 일 측면에 따른 축 조립체의 원위부의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 측면에 따른 특정 사용 상태에 있는 축 조립체의 원위부의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 측면에 따른 축 조립체의 근위부를 기구 핸들에 결합하는 방법을 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 측면에 따른 축 조립체의 근위부를 기구 핸들에 결합하는 방법을 도시하기 위한 기구 핸들의 확대도이다.
도 6은 본 발명의 일 측면에 따른 축 조립체의 근위부를 기구 핸들에 결합하는 방법을 도시하기 위한 기구 핸들의 확대도이다.
도 7은 본 발명의 일 측면에 따른 엔드 이펙터 조립체의 투시도이다.
도 8은 본 발명의 일 측면에 따른 조립체의 내부 부품을 드러내기 위한 절단부를 갖는 도 7에 도시된 엔드 이펙터 조립체의 투시도이다.
도 9는 본 발명의 일 측면에 따른 각종 부품을 도시하기 위하여 엔드 이펙터 조립체의 분해도이다.
도 10은 본 발명의 일 측면에 따른 시스템의 내부 부품을 드러내기 위한 절단부를 갖는 엔드 이펙터 작동 시스템의 투시도이다.
도 11은 본 발명의 일 측면에 따른 엔드 이펙터 조립체에 이용하기 위한 단부 캡의 확대된 투시도이다.
도 12는 본 발명의 일 측면에 따른 특정 사용 상태의 조립체를 도시하기 위한 외축 일부의 절단부를 갖는 축 조립체의 원위부의 투시도이다.
도 13은 본 발명의 일 측면에 따른 특정 사용 상태의 조립체를 도시하기 위하여 외축 일부의 절단부를 갖는 축 조립체의 원위부의 투시도이다.
도 14는 본 발명의 일 측면에 따른 결합 방법을 도시하기 위한 절단부를 갖는 축 조립체 및 엔드 이펙터 조립체의 원위부의 투시도이다.
도 15는 본 발명의 일 측면에 따른 결합 방법을 도시하기 위한 절단부를 갖는 축 조립체 및 엔드 이펙터 조립체의 원위부의 투시도이다.
도 16은 본 발명의 일 측면에 따른 결합 방법을 도시하기 위한 절단부를 갖는 축 조립체 및 엔드 이펙터 조립체의 원위부의 투시도이다.
도 17은 본 발명의 일 측면에 따른 축 조립체 및 엔드 이펙터 조립체를 포함하는 다른 엔드 이펙터 작동 시스템의 투시도이다.
도 18은 본 발명의 일 측면에 따른 축 조립체의 투시도이다.
도 19는 본 발명의 일 측면에 따른 팁 콜릿의 투시도이다.
도 20은 본 발명의 일 측면에 따른 클레비스 로드의 투시도이다.
도 21은 본 발명의 일 측면에 따른 사용 상태의 도 17의 엔드 이펙터 작동 시스템의 투시도이다.
도 22는 본 발명의 일 측면에 따른 엔드 이펙터 조립체와 사용하기 위하여 죠 조립체의 부품을 도시하기 위한 분해도이다.
도 23은 본 발명의 일 측면에 따른 축 조립체 및 엔드 이펙터 조립체를 포함하는 다른 엔드 이펙터 작동 시스템의 투시도이다.
도 24는 본 발명의 일 측면에 따른 다른 축 조립체의 투시도이다.
도 25는 본 발명의 일 측면에 따른 로드 팁 커넥터의 투시도이다.
도 26은 본 발명의 일 측면에 따른 클레비스의 투시도이다.
도 27은 본 발명의 일 측면에 따른 사용 상태에 있는 도 23의 엔드 이펙터 작동 시스템의 투시도이다.
도 28은 본 발명의 일 측면에 따른 다른 사용 상태에 있는 도 23의 엔드 이펙터 작동 시스템의 투시도이다.
도 29는 본 발명의 일 측면에 따른 축 조립체 및 엔드 이펙터 조립체를 hv함하는 다른 엔드 이펙터 작동 시스템의 투시도이다.
도 30은 본 발명의 일 측면에 따른 다른 축 조립체의 투시도이다.
도 31은 본 발명의 일 측면에 따른 로드 팁 커넥터 조립체의 투시도이다.
도 32는 본 발명의 일 측면에 따른 그 내부 측면을 도시하는 절단부를 갖는 로드 팁 커넥터 조립체의 투시도이다.
도 33은 본 발명의 일 측면에 따른 클레비스의 투시도이다.
도 34는 본 발명의 일 측면에 따른 사용 상태인 도 29의 엔드 이펙터 작동 시스템의 투시도이다.
도 35는 본 발명의 일 측면에 따른 다른 사용 상태인 도 29의 엔드 이펙터 작동 시스템의 투시도이다.

도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 엔드 이펙터 작동 시스템(100)을 도시하는 투시도이다. 작동 시스템(100)은 예를 들면 최소 절개 의료 수술 동안 특정 기능 또는 능력을 제공하는 방식으로 수동으로 또는 로봇식으로 엔드 이펙터 조립체(300)를 조작하기 위하여 이하 설명하는 것처럼 서로 결합된 축 조립체(200) 및 엔드 이펙터 조립체(300)를 포함할 수 있다.

도 2에 도시된 것처럼, 축 조립체(200)는 스테인레스 강 또는 내열 플라스틱과 같은 고품질 내구성 재료로 제조되는 외축(210)을 포함할 수 있다. 외축(210)은 예를 들면 5mm 엔드 이펙터 조립체와 결합하기 위하여 대략 3mm의 외측 직경을 가지도록 구성될 수 있다. 외축(210)은 일반적으로 직선이며 작동축(214)을 슬라이드식으로 수용하기 위하여 내부 내강(212)을 갖도록 구성된다. 본 발명의 다른 측면에 따르면, 작동축(214)의 원위 단부(216)가 선택적으로 외축(210)의 원위 단부(218)로부터 신장하고 또한 역으로 수축할 수 있도록 작동축(214)이 내부 내강(212) 내에 적절히 실장될 수 있는 한에는 외축(210)은 곡선이거나 가요성일 수 있다.

도 3에 더욱 특히 도시되는 것처럼, 외축(210)의 원위 단부(218)에는 하나 이상의 길이 방향 플렉싱 슬릿(220)이 형성될 수 있다. 플렉싱 슬릿(220)은 외축(210)의 단부(222)로부터 길이 방향으로 소정 간격 연장할 수 있다. 플렉싱 슬릿(220)은 작동축(214)이 내강(212)의 원위부로부터 수축 및/또는 부재하는 경우, 축(210)의 원위 단부(218)가 압축되도록 한다. 예를 들면, 도 3에 도시된 것처럼, 두개의 플렉싱 슬릿(220)은 두개의 플렉싱 암(226)을 형성하기 위하여 외축(210)의 직경 방향으로 대향하는 부분 상에 형성될 수 있다. 예를 들면, 플렉싱 암(226) 사이의 내강 내의 작동축(214)의 부재는 플렉싱 암(226)이 서로를 향하여 압축되도록 하며, 축(210)의 원위 단부(218)가 플렉싱 암(226)이 복원시에 존재하는 축(210)의 표준 직경 보다 더 작은 직경을 가지도록 한다.

하나 이상의 체결 보스(224)가 외축(210)으로부터 돌출하도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 것처럼, 체결 보스(224)는 외축(210)의 원위 단부(218)의 압축 가능 부분 즉, 외축(210)의 단부(222)와 길이 방향 플렉싱 슬릿(220)의 최내측 사이의 부분을 형성하는 플렉싱 암(226) 각각 상에 구성될 수 있다. 체결 보스(224)는 소정 높이까지 방사상으로 연장하고 외축(210)의 소정 부분 둘레에 원주 방향으로 연장하도록 형성될 수 있다. 엔드 이펙터 조립체(300)와의 축 조립체(200)의 결합/분리 동안 체결 보스가 보다 용이하게 표면을 미끄러지도록 하기 위하여 체결 보스(224)의 외곽 에지는 사면처리 될수 있다.

도 4에 도시된 것처럼, 외축(210)의 근위 단부(230)는 예를 들면 외축의 원위 단부(218)로부터 신장 또는 수축하도록 작동축(214)의 수동 조작을 허용하는 기구 핸들(240)에 결합되도록 구성될 수 있다. 기구 핸들(240)과의 고정 결합을 수용하기 위하여, 외축(210)은 축 체결 리셉터클(234)을 갖는 체결 슬리브(232)를 포함할 수 있고, 작동축(214)의 근위 단부는 체결 볼(236)을 갖도록 구성될 수 있다.

기구 핸들(240)은 예를 들면 본체부(242), 전방 수지(finger) 지지체(244) 및 엄지 레버(246)를 갖는 피스톨 그립과 유사할 수 있다. 전방 수지 지지체(242)는 본체부(242)로부터의 하방 연장부에 강성으로 결합하거나 또는 일체형으로 형성될 수 있다. 전방 수지 지지체(244)는 예를 들면 의료 수술 동안 작동 시스템의 안락하고 효율적인 제어를 가능하게 하기 위하여 다중 수지 배치 영역(248, 250 및 252)을 갖도록 인체공학적으로 구성될 수 있다. 영역(248)에 검지를, 영역(250)에 중지를, 및 영역(252)에 약지를 배치하는 것은 작동 시스템의 조작 및 제어 동안의 안정적 지지를 제공한다. 외축(210)을 통한 작동축(214)의 수축 및 신장에 대한 효율적 사용자 제어를 허용하는 방식으로, 엄지 레버(246)는 본체부(242)에 회전식으로 부착되고 체결 볼(236)에 결합될 수 있다(도 6 참조). 이하에 상세히 설명하는 것처럼, 작동축(214)의 수축 및 신장은 축 조립체(200)의 원위 단부(218)에 결합되는 엔드 이펙터 조립체(300)의 제어를 제공한다.

수술 동안 사용을 위하여 축 조립체(200)를 기구 핸들(240)에 결합시키기 위하여, 작동축(214) 및 그로부터 연장하는 체결 볼(236)을 갖는 외축(210)은 기구 핸들(240)의 축 리셉터클(256)을 통해 삽입된다. 도 5의 확대도에 도시된 것처럼, 축 조립체(200)를 기구 핸들(240)에 고정하기 위하여 스프링 바이어스된 체결 고정나사(260)가 축 체결 리셉터클(234)과 맞물릴 때까지 축 조립체(200)는 삽입될 수 있다. 고정나사(260)는 기구 핸들(240)의 본체부(242)에 장착되는 회전 노브 유닛(270)의 일부일 수 있다. 노브 유닛(270)의 제어된 회전을 위하여 예를 들면 장착된 제어 버튼을 포함하는 전자 회로가 기구 핸들(240)에 제공되고 구성될 수 있으며, 이는 축 조립체(200) 및 이에 결합되는 엔드 이펙터 조립체(300)의 제어된 회전을 제공한다.

도 6의 확대도에 도시된 것처럼, 작동축(214)의 체결 볼(236)을 포착하기 위하여 축 고정 조립체(280)가 이용될 수 있다. 예를 들면, 축 고정 조립체(280)는 엄지 레버(246)의 원위부에 회전식으로 장착될 수 있어서, 체결 볼 수용 채널(282)은 작동축(214)의 축과 축방향으로 정렬될 수 있다. 체결 볼 수용 채널(282)은 체결 볼(236)이 주 베어링 챔버(284)내에 수용될 때까지 체결 볼(236)을 수용한다. 축 고정 조립체(280)는 체결 볼 수용 채널(282)의 직경 보다 감소된 치수의 체결 채널(286)을 갖는다. 따라서, 체결 볼(236)로부터 원위적으로 연장하는 작동축(214)의 감소된 직경 섹션(237)은 축 고정 조립체(280)가 회전함에 따라 체결 채널(286)을 통해 슬라이드할 수 있다. 그러므로, 체결 볼(236)이 주 베어링 챔버(284) 내에 위치되는 경우, 고정 조립체(280)의 회전은 작동축(214)의 중심축과 정렬로부터 나와서 체결 볼 수용 채널(282)을 회전시킨다. 체결 볼(236)의 직경이 채결 채널(286)의 횡치수 보다 넓기 때문에, 체결 볼(236)은 베어링 챔버(284) 내에 고정을 유지하고, 감소된 직경 섹션(237)은 체결 채널(286)을 통해 슬라이드하고, 작동축(214)은 축 고정 조립체(280)에 고정된다. 스프링 로딩된 버턴(290)은 축 고정 조립체(280)로부터의 작동축(214)의 이완을 방지 또는 허용하도록 축 고정 조립체(280)의 회전을 방지 또는 허용하는데 이용될 수 있다.

작동축(214)이 축 고정 조립체(280)를 통해 엄지 레버(246)에 고정됨에 따라, 아래의 추가로 상세히 설명된 것처럼 엔드 이펙터 조립체(300)의 제어된 작동을 위하여 외축(210)을 통해 작동축(214)의 정밀 제어된 수축 또는 신장을 허용하는 방식으로, 엄지 레버(246)에 대한 압력의 인가 또는 이완은 엄지 레버(246)를 회전시킨다. 제어된 작동은 예를 들면 증가된 촉감적 인지(tactile awareness)를 위해 수동이거나 및/또는 기구 핸들(240)에 구성된 전자 회로를 통해 제어된다.

도 7은 본 발명의 일 측면에 따른 엔드 이펙터 조립체(300)의 투시도이다. 도 8은 엔드 이펙터 조립체(300)의 부품의 조립을 도시하기 위하여 도 7에 도시된 엔드 이펙터 조립체의 단면도이다. 도 9는 도 7 및 도 8에 도시된 부품의 분해도이다.

엔드 이펙터 조립체(300)는 예를 들면 가위, 그래스퍼(grasper), 디섹터(dissector) 및 클립 어플라이어(clip appliers)로서 이용하기 위한 다중 죠 구성의 개방 및 폐쇄를 작동하기 위한 5mm 작업 시스템일 수 있다. 엔드 이펙터 조립체(300)는 엔드 이펙터 조립체(300)를 위한 주 프레임 부품으로서 역할을 하는 힌지 튜브(302)를 포함할 수 있다. 힌지 튜브(302)는 원위 단부로 향하여 정렬된 실질적 중공부(304)로 구성될 수 있다. 중공부(304)는 근위 단부에서 실질적으로 개방될 수 있고, 제1 내부 직경을 갖는 챔버(308)를 규정한다. 챔버(308)는 그 내부에 압축 스프링(310)을 하우징하도록 구성될 수 있다. 압축 스프링(310)의 일 단부를 자리잡게 하기 위하여 디텐트 또는 스텝(312)이 제공될 수 있으며, 스텝(312)은 제1 내부 직경의 제2 내부 직경으로의 감소에 의해 형성될 수 있다. 푸쉬 로드(316)를 슬라이드식으로 지지하기 위한 베어링 표면으로서 기능하는 로드 개구(314)가 제공되는 점을 제외하고는 중공부(304)의 원위 단부는 실질적으로 폐쇄될 수 있다.

도 8 및 도 9에 도시된 것처럼, 푸쉬 로드(316)는 작동 헤드(320)와 일체로 형성되거나 결합되는 대체로 원통형인 로드(318)를 포함할 수 있다. 작동 헤드(320)는 원통형 로드(318)의 길이 방향 중심축에 횡방향으로 연장하는 연장 부분(oblongated portion)일 수 있다. 원통형 로드(318)는 로드(318)의 길이 방향 길이를 연장하는 돌출부(322) 및/또는 평탄부(324)를 포함함에 의해 맞춰질 수 있다(may be keyed). 로드 개구(314)는 돌출부(322) 및 평탄부(324)의 맞춰진 구성에 대응하도록 치수가 정해질 수 있다. 그러므로, 푸쉬 로드(316)가 도 8에 도시된 것처럼 장착되는 경우, 원통형 로드(318)는 로드 개구(314)를 통해 연장하고, 작동 헤드(320)는 대칭형 암(306) 사이에 놓이고, 힌지 튜브(302)의 회전으로부터 분리된 독립 회전이 방지된다.

푸쉬 로드(316)의 원통형 로드(318)가 로드 개구(314)를 통해 챔버(308)로 연장함에 따라, 압축 스프링(310)은 원통형 로드(318) 둘레에 동심상으로 배치될 수 있으며, 스프링(310)의 일 단부가 스텝(312)에 대하여 놓이고,다른 단부가 스프링 리테이너(326)에 대해 놓여진다. 스프링 리테이너(326)는 압축 스프링(310)이 푸쉬 로드(316)를 조립체(300)의 근위 단부를 향하여 바이어스하도록 원통형 로드(318)의 자유단 위에 장착될 수 있다. 힌지 튜브(302)의 개방 단부를 시일하기 위하여 단부 캡(328)이 제공될 수 있다. 단부 캡(328)은 압축 스프링(310)에 의해 초래되는 스프링 리테이너(326)의 비제약적 축방향 움직임에 대한 스톱(stop)의 역할을 할 수 있다. 유사하게, 챔버(308)로 향하여 연장하는 경우에 원통형 로드(318)가 로드 개구(314)를 통해 먼저 진입하는, 중공부(304)의 원위 단부는 압축 스프링(310)의 결과로서 푸쉬 로드(316)의 근위 방향으로의 축방향 움직임에 대한 스톱의 역할을 할 수 있다. 도 7 및 도 8에 도시된 것처럼, 예를 들면, 압축 스프링(310)이 최대 연장된 위치에 있는 경우에 작동 헤드(320)는 중공부(304)의 원위 단부에 대해 놓일 수 있다. 스프링 리테이너(326)의 근위측에 대하여 즉, 조립체(300)의 원위 단부를 향하는 방향으로 가해지는 압력은 스프링 리테이너(326)가 스프링(310)의 압축력에 대하여 챔버(308)를 통해 전방으로 슬라이드하도록 한다. 스프링 리테이너(326)가 전방으로 슬라이드함에 따라, 푸쉬 로드(316) 또한 전방으로 슬라이드하도록 된다.

상위 링크(330) 및 하위 링크(332)가 푸쉬 로드(316)의 작동 헤드(320)에 회전식으로 부착된다. 상위 링크(330)는 상위 죠(334)에 회전식으로 부착될 수 있고, 하위 링크(332)는 하위 죠(336)에 회전식으로 부착될 수 있다. 본 명세서에서 상위 죠(334) 및 하위 죠(336)로 규정되었지만, 두 죠 모두 완전히 동일하도록 구성될 수 있으며, 하나의 죠는 다른 죠와 반전 및 대향 방식으로 배치 및 장착된다. 따라서, 상위 및 하위 죠(334 및 336) 각각은 힌지 마운트(338)(도 8 및 도 9 참조) 및 핀 마운트(340)를 가질 수 있다. 힌지 핀(341)(도 7 참조)은 대향 구성의 대칭적 암(306) 사이에서 상위 및 하위 죠(334 및 336)를 회전식으로 장착하는데 이용될 수 있다. 핀 마운트(340)는 상위 및 하위 죠(334 및 336)의 후면부를 각 상위 및 하위 링크(330 및 332)에 회전식으로 장착하는데 이용될 수 있다. 상위 및 하위 죠(334 및 336)는 수술 동안 특정 기능을 수행하기 위하여 리지 또는 블레이드와 같은 구조적 특징부를 가질 수 있다.

도 10에 도시된 것처럼, 상위 및 하우 링크(330 및 332)는 각각의 하나의 단부에서 상위 및 하위 죠(334 및 336) 상의 각각의 핀 마운트(340)에 부착될 수 있다. 상위 및 하위 링크(330 및 332) 각각의 다른 단부는 푸쉬 로드(316)의 작동 헤드(320)에 회전식으로 장착될 수 있다. 예를 들면, 상위 링크(330)는 하위 로드 마운트(342)에 부착될 수 있으며, 하위 링크(332)는 작동 헤드(320)의상위 로드 마운트(344)에 부착될 수 있다. 링크(330 및 332)의 치수 및 그들의 장착의 복잡한 속성으로 압축 스프링(310) 및 스프링 리테이너(326)가 완전 신장된 경우, 즉, 조립체(300)가 비작동, 휴지 위치에 있는 경우, 죠는 통상 개방 위치로 바이어스된다. 그러나, 스프링 리테이너(326) 상에서 작동하는 작동축(214)으로부터와 같이 가해진 힘이 푸쉬 로드(316)를 전방으로 향하게 하는 경우, 상위 및 하위 죠(334 및 336) 각각에 대해 힌지 마운트(338) 둘레로 리버스 토크가 동시에 생성된다. 상위 및 하위 링크(330 및 332)를 통해 변환된 가해진 힘은 푸쉬 로드(316)가 축방향으로 전방으로 변환됨에 따라 상위 및 하위 죠(334 및 336)를 폐쇄 위치를 향하여 회전하도록 한다. 이러한 방식으로, 상위 및 하위 죠(334 및 336)는 특정 의료 수술을 수행하기 위하여 필요한 타겟 해부학적 특징을 파지하고, 해부하고, 조작 및/또는 유지하기 위하여 폐쇄하도록 될 수 있다.

축 조립체(200)를 엔드 이펙터 조립체(300)로 연결하기 위하여, 도 11은 단부 캡(328)의 확대된 도면을 도시한다. 단부 캡(328)은 예를 들면 힌지 튜브(302)의 개방 단부에 압축 맞춤되도록 형성될 수 있다. 단부 캡(328)은 그를 통해 축 조립체(200)를 수용하기 위하여 캡 개구(352)를 갖는 주 하우징(350)을 가질 수 있다. 예를 들면, 축 조립체(200)의 외축(210)이 3mm의 외부 직경을 갖는다면 캡 개구(352)는 대략 3mm로 형성될 수 있다. 주 하우징(350)은 힌지 튜브(302)의 외부 직경과 동일한 외부 직경을 가지도록 형성될 수 있다. 삽입 플랜지(354)는 주 하우징(350)으로부터 연장하도록 일체형으로 형성될 수 있다. 삽입 프랜지(354)는 힌지 튜브(302)의 중공부(304)의 개방 단부의 내부 직경 보다 같거나 약간 더 큰 감소된 외부 직경을 가질 수 있다. 삽입 플랜지(354)는 따라서 주 하우징(350)이 힌지 튜브(302)와 맞닿을 때까지 힌지 튜브(302)의 개방 단부로 수용될 수 있다. 삽입 플랜지(354)는 하나 이상의 축 리텐션 포켓(356)을 갖도록 형성될 수 있다. 축 리텐션 포켓(356)은 축 조립체(200)의 외축(210) 상에 위치되는 체결 보스(224)의 치수에 대응하도록 하는 치수일 수 있다.

도 12 내지 도 15는 본 발명의 일 측면에 따라 축 조립체(200)를 엔드 이펙터 조립체(300)에 연결하기 위한 방법을 도시한다. 도 12는 작동축(214)이 중립 위치에 있는 축 조립체(200)를 도시하되, 작동축(214)은 내강(212)을 통해 완전히 또는 부분적으로 연장한다. 도 13에 도시된 것처럼, 작동축은 내강(212)으로부터 역으로 끌릴 수 있다. 플렉싱 암(226) 사이의 내강 내에서의 작동축(214)의 부재는 플렉싱 암(226)이 서로를 향해서 플렉싱 슬릿(220)에 의해 제공되는 공간으로 압축되도록 하고, 축(210)의 원위 단부(218)가 플렉싱 암(226)이 복원될 때 존재하는 축(210)의 직경 보다 더 작은 직경을 갖도록 한다. 따라서, 도 14 및 도 15에 도시된 것처럼, 축 조립체(200)는 단부 캡(328)의 캡 개구(352)로 삽입될 수 있다. 축 조립체가 삽입됨에 따라, 외축(210)의 원위 단부(218)가 압축되어, 체결 보스(224)가 단부 캡(328)의 주 하우징(350)으로 통과할 수 있다. 상위 및 하위 체결 보스(224)가 단부 캡(328)의 축 리텐션 포켓(356)과 정렬할 때까지 축 조립체(200)는 단부 캡(328)로 전방으로 슬라이드될 수 있다. 일단 정렬되면, 플렉싱 암(226)은 체결 보스(224)가 단부 캡(328) 내에 제공되는 축 리텐션 포켓(356) 내에 놓일 때까지 자유롭게 확장될 수 있다.

도 16에 도시된 것처럼, 체결 보스(224)가 단부 캡(328)의 축 리텐션 포켓(356) 내에 놓임에 따라, 작동축(214)은 중립 위치로 전방으로 복귀하도록 허용될 수 있다. 작동축(214)이 내강(212)을 통해 다시 연장함에 따라, 플렉싱 암(226)은 압축될 수 없고, 축 조립체(200)는 엔드 이펙터 조립체(300)와 결합 배치로 체결된다. 작동축(214)은 이제 스프링 리테이너(326)에 대한 압력의 각각의 인가 또는 이완을 위하여 중립 위치를 향하여 더욱 내부로 및/또는 역으로 외부로 이동하도록 작동될 수 있어서, 전술한 것처럼 죠를 개방 및 폐쇄하도록 작동한다. 또한, 체결 보스(224)가 단부 캡(328)의 리텐션 포켓(356)과 체결된 관계로 놓임에 따라, 외축(210)의 회전은 엔드 이펙터 조립체(300)의 회전을 초래할 것이다.

도 17은 본 발명의 실시예에 따른 엔드 이펙터 작동 시스템(400)을 도시하는 투시도이다. 작동 시스템(400)은 예를 들면 최소 절계 의료 수술 동안 특정 기능 및 능력을 제공하는 방식으로 엔드 이펙터 조립체(600)를 수동으로 또는 로봇식으로 조작하기 위하여 전술한 것처럼 함께 결합된 축 조립체(500) 및 엔드 이펙터 조립체(600)를 포함할 수 있다.

축 조립체(500)는 스테인레스 강 또는 내열 플라스틱과 같은 고품질 내구성 재료로 제조되는 외축(510)을 포함할 수 있다. 외축(510)은 예를 들면 5mm 엔드 이펙터 조립체와 결합하기 위하여 대략 3mm의 외측 직경을 가지도록 구성될 수 있다. 외축(510)은 일반적으로 직선이며 작동축(514)을 슬라이드식으로 수용하기 위하여 내부 내강을 갖도록 구성된다. 도 18에 확대하여 도시된 것처럼, 작동축(514)은 볼 단부(516) 및 축 직경으로부터 감소된 직경을 갖는 적어도 하나의 채널 그루브 영역(518)을 포함할 수 있으며, 축 직경은 외축(510)의 내부 직경고 대체로 동일하다. 도 17을 다시 참조하면, 예를 들면 외축(510)을 엔드 이펙터 조립체(600)에 분리 가능하게 결합하기 위하여 외축(510)은 스냅-핏(snap-fit) 디텐트 또는 스프링-로딩된 볼 체결 장치와 같은 체결 메카니즘(520)이 구비될 수 있다.

도 17에 도시된 것처럼, 이펙터 조립체(600)는 팁 콜릿(604)을 하우징하기 위한 실질적으로 원통형 크레비스 로드(602)를 포함할 수 있다. 팁 콜릿은 다른 단부에 상위 죠(608) 및 하위 죠(610) 둘다 결합되는 링크(606)의 일 단부에 회전식으로 부착될 수 있다. 상위 및 하위 죠(608 및 610)는 링크(606)에 회전식으로 결합되고, 팁 콜릿(604)가 크레비스 로드(602)의 내부 부분을 통해 전방으로 또는 후방으로 이동함에 따라 개방 및 폐쇄하도록 구성된다.

도 19의 확대도에 도시된 것처럼, 팁 콜릿(604)은 링크(606)의 일 단부를 팁 콜릿(604)에 회전식으로 결합하기 위한 힌지 채널(612)을 갖는다. 팁 콜릿(604)은 작동축(514)의 볼 단부(516)를 수용하기 위한 콜릿 개구(616)를 형성하는 복수개의 콜릿 페탈(614)을 갖도록 구성된다.

도 20의 확대도에 도시된 것처럼, 크레비스 로드(602)는 팁 콜릿(604)을 하우징하기 위한 내부 부분(622)을 갖는다. 엔드 이펙터 조립체(600)를 축 조립체(500)에 결합하는 근위 단부 부분(624)은 축 조립체(500)를 수용하기 위한 크레비스수용 홀(626)을 갖는다. 크레비스 로드(602)의 원위 단부(628)에서의 죠의 지지 및 작동을 위하여 장착될 힌지 핀을 위하여 제공되는 각종 관통-홀을 갖는 장착 암(630)을 갖도록 크레비스 로드(602)의 원위 단부 부분(628)이 형성될 수 있다. 크레비스 로드(602)의 원위 단부 부분(628) 및 근위 단부 부분(624)은 하나 이상의 주 길이 방향 지지 빔(632)에 의해 결합될 수 있다. 하나 이상의 가요성 그립 빔(634)은 지지 빔(632) 사이에서 방사상 이격될 수 있어서 원위 단부 부분(628)으로부터 길이 방향으로 근위 단부 부분(624)을 향해 연장한다. 가요성 그립 빔(634)은 근위 단부 부분(624)에 연결되지 않고 원위 단부 부분(628)로부터 캔틸레버되는 방식으로 연장한다. 가요성 그립 빔(634)의 캔틸레버된 단부에 핑거 그립 패드(636)가 제공될 수 있다.

도 17을 다시 참조하면, 축 조립체(500)를 엔드 이펙터(600)에 연결하기 위하여, 외축(510)은 먼저 분리 가능하게 고정될 때까지 크레비스 수용 홀(626)을 통과하여 연장된다. 작동축(514)은 다음으로 축(514)의 볼 단부(516)가 콜릿 개구(616)에 진입하도록 연장될 수 있다. 콜릿 페탈(614) 중 하나는 결합 개념을 더욱 설명하기 위하여 도 17에서 절단된다. 각각의 콜릿 페탈(614)은 작동축(514)의 채널 그루브 영역(518)과 정합하기 위하여 형성된 돌출 영역인 체결 보스 영역(640)을 갖는다. 축(514)의 볼 단부(516)가 팁 콜릿(604)의 체결 보스 영역(640)과 만남에 따라, 팁 콜릿(604)은 크레비스 로드(602) 내의 전방 위치로 가게 된다. 지지 빔(632) 및 그립 빔(634)은 크레비스 보이드 영역(644)을 제공하도록 형성된다. 크레비스 보이드 영역(644)은 팁 콜릿(604)이 전방 위치에 있는 경우 콜릿 페탈(614)이 외부로 확장하도록 충분히 넓은 갭을 생성하는 증가된 내부 직경의 영역이다. 콜릿 페탈(614)이 크레비스 보이드 영역(644)으로 확장할 수 있음에 따라, 작동축(514)의 연속된 전방 움직임이 볼 단부(516)를 체결 보스 영역(640)을 통과하도록 한다. 콜릿 페탈(614)은 볼 단부(516)가 체결 보스 영역(640)을 통과할 때까지 확장한다. 콜릿 페탈(614)은 체결 보스 영역(640)이 작동축(514)의 채널 그루브 영역(518) 내에 안전하게 고정됨에 따라 원위치로 되돌아 간다.

도 21에 도시된 것처럼, 볼 단부(516)가 팁 콜릿(604) 내에 고정됨에 따라, 작동축(514)은 콜릿 페탈(614)의 단부가 크레비스 제한 영역(646)으로 가도록 근위 방향으로 당겨질 수 있다. 크레비스 제한 영역은 콜릿 페탈(614)의 확장을 제한하는 지지 빔(632) 및 그립 빔(634) 상에 형성된 감소된 내부 직경의 영역이다. 그러므로, 작동축(514)이 근위 방향으로 당겨지는 경우, 콜릿 페탈(614)은 확장이 불가능하여 팁 콜릿(604)으로부터 볼 단부(516)의 분리를 방지한다. 작동축(514)의 연속된 근위 방향 움직임은 상위 및 하위 죠(608 및 610)를 폐쇄하도록 한다.

엔드 이펙터 조립체(600)를 분리하기 위하여, 작동축(514)은 콜릿 페탈(614)이 클레비스 제한 영역(646)으로부터 크레비스 보이드 영역(644)으로 분리될 때까지 전방향 위치로 푸쉬될 수 있다. 다음으로, 캔틸레버된 그립 빔(634)에 압력이 인가되어, 그립 빔(634)의 자유단부가 내부를 향하여 굽혀지도록 한다. 그립 빔(634)의 내부 표면 상에 제공되는 디텐트(650)가 그립 빔(634)이 내부로 굽혀지는 경우에 팁 콜릿(604)의 근위 방향 움직임을 방지하기 위한 스톱으로서 형성된다. 따라서, 작동축(514)은 근위 방향으로 이동하도록 작동될 수 있다. 콜릿 페탈(614)은 디텐트(650)에 의해 크레비스 제한 영역(646)에 진입하는 것이 방지되고, 대신에 크레비스 보이드 영역(644)에 유지된다. 콜릿 페탈(614)은 따라서 크레비스 보이드 영역(644)으로 확장하여, 작동축(514)의 볼 단부(516)는 체결 보스 영역(640)을 근위 방향으로 통과하여 이동할 수 있고, 팁 콜릿(604)으로부터 작동축(514)을 분리한다. 외축(510)은 크레비스 로드(602)로부터 풀려날 수 있고, 엔드 이펙터 조립체(600)가 축 조립체(500)로부터 풀려난다.

도 22는 죠 조립체, 즉 상위 죠(608), 하위 죠(610) 및 링크(606)를 형성하는 부품 부분의 분해도를 도시한다. 도 22의 죠 조립체는 잇따르는 도 23 내지 도 35에 도시된 것 외에도 도 17 내지 도 21에 도시된 각종 실시예에서 공통일 수 있다.

도 23은 본 발명의 실시예에 따른 엔드 이펙터 작동 시스템(700)을 도시하는 투시도이다. 작동 시스템(700)은 예를 들면 최소 절개 의료 수술 동안 특정 기능 또는 능력을 제공하는 방식으로 엔드 이펙터 조립체(900)를 수동으로 또는 로봇식으로 조작하기 위하여 후술하는 것처럼 함께 결합된 축 조립체(800) 및 엔드 이펙터 조립체(900)를 포함할 수 있다.

축 조립체(800)는 스테인레스 강 또는 내열 플라스틱과 같은 고품질 내구성 재료로 제조되는 외축(810)을 포함할 수 있다. 외축(810)은 예를 들면 5mm 엔드 이펙터 조립체와 결합하기 위하여 대략 3mm의 외측 직경을 가지도록 구성될 수 있다. 외축(810)은 일반적으로 직선이며 작동축(814)을 슬라이드식으로 수용하기 위하여 내부 내강을 갖도록 구성된다. 도 24의 확대도에 도시된 것처럼, 작동축(814)은 절단된 원뿔형 팁 단부(816)를 포함할 수 있다. 외축(810)은 외축(810)을 엔드 이펙터 조립체(900)에 분리 가능하게 결합하기 위하여 예를 들면 스냅-핏 디텐트 또는 스프링-로딩된 볼 체결 장치와 같은 체결 메카니즘을 구비할 수 있다.

도 23에 도시된 것처럼, 엔드 이펙터 조립체(900)는 로드 팁 커넥터(904)를 고정하기 위한 크레비스(902)를 포함할 수 있다. 로드 팁 커넥터(904)는 다른 단부에서 상위 죠(908) 및 하위 죠(910) 모두에 결합되는 링크(906)의 일 단부에 회전식으로 부착될 수 있다. 상위 및 하위 죠(908 및 910)는 링크(906)에 회전식으로 결합되고, 로드 팁 커넥터(904)가 크레이브(902)의 내부 부분을 통과하여 전방 또는 후방으로 이동함에 따라 개방 및 폐쇄하도록 구성된다.

도 25에 도시된 것처럼, 로드 팁 커넥터(904)는 링크(906) 중 일 단부를 로드 팁 커넥터(904)에 회전식으로 결합시키기 위하여 원위 단부(913)에서의 힌지 채널(912)을 포함할 수 있다. 근위 방향 리셉터클 부분(914)은 팁 단부(816)를 안아들이기 위한 센터라인 및 팁 포켓(918) 쪽으로 배치된 두개의 플렉싱 빔(916)을 포함한다.

도 26의 확대도에 도시된 것처럼, 크레비스(902)는 엔드 이펙터 조립체(900)를 축 조립체(800)에 결합하는 경우 축 조립체(800)를 수용하기 위한 크레비스 수용 홀(926)을 갖는 근위 단부 부분(924)을 포함할 수 있다. 크레비스(902)의 원위 단부 부분(928)은 크레비스(902)의 원위 단부(928)에서 죠의 지지 및 작동을 위해 장착될 핀을 힌지하기 위해 제공되는 각종 관통-홀을 갖는 장착 암(930)을 갖도록 형성될 수 있다. 크레비스(902)의 원위 단부 부분(928) 및 근위 단부 부분(924)은 하나 이상의 주 길이 방향 지지 빔(932)에 의해 결합될 수 있다. 팁 커넥터 수용 관통-홀(934)은 크레비스(902)의 중심 축을 따라 원위 단부 부분(928)을 통해 제공될 수 있다. 개방 크레비스 보이드 영역(936)은 크레비스(902)의 길이 방향 하위 부분을 따라 지지 빔(932)을 연결시키는 임의의 구조가 부재함에 의해 형성되며, 크레비스 제한 영역(938)은 원통형 하위 벽이 근위 단부(924)로부터 소정 간격으로 원위 단부 부분(928)로 향하여 전방으로 연장하여 지지 빔(932) 사이에서 크레비스(902)의 하위 부분을 폐쇄한다.

도 23을 다시 참조로, 로드 팁 커넥터(904)가 크레비스(902)에 장착되어 원위 단부(913)가 수용 관통-홀(934)을 통해 수용된다. 축 조립체(800)를 엔드 이펙터(900)에 연결하기 위하여, 외축(810)은 이것이 분리 가능하게 고정될 때까지 크레비스 수용 홀(926)까지 먼저 연장된다. 작동축(814)은 다음으로 축(814)의 팁 단부(816)가 로드 팁 커넥터(904)로 푸쉬되도록 연장될 수 있다. 로드 팁 커넥터(904)의 근위 리셉터클 부분(914)이 도 27에 도시된 절단도에 도시된 것처럼 크레비스 보이드 영역(936)을 통해 하방으로 굽히도록 구성될 수 있다. 리셉터클 부분(914)의 각각의 측벽(940)은 팁 단부(816)을 체결 시 로드 팁 커넥터(904)에 체결하기 위하여 형성된 돌출 영역인 체결 보스(942)를 갖는다. 팁 단부(816)가 체결 보스(942)을 통과하고, 리셉터클 부분(914)이 체결 보스(942)가 작동축(814)을 둘러싸는 위치로 다시 굽혀지는 경우, 예를 들면, 가청의 클릭음이 들릴 수 있다.

도 28에 도시된 것처럼, 팁 단부(816)가 팁 커넥터(904) 내에 고정됨에 따라, 작동축(814)은 근위 방향으로 당겨질 수 있어서, 리셉터클 부분(914)가 크레비스 제한 영역(938)으로 가게 된다. 크레비스 제한 영역(938)은 측벽(940)의 하방 또는 외부로의 굽힘을 방지하여, 체결 보스(942)가 팁 단부(816)를 팁 커넥터(904)에 체결을 유지하도록 한다. 작동축(814)의 연속된 근위 움직임은 상위 및 하위 죠(908 및 910)를 폐쇄하게 한다.

엔드 이펙터 조립체(900)를 분리하기 위하여, 작동축(814)은 리셉터클 부분(914)이 크레비스 제한 영역(938)으로부터 크레비스 보이드 영역(936)으로 분리될 때까지 전방 위치로 푸쉬될 수 있다. 크레비스 보이드 영역(936)을 통해 측벽(940)을 누르고 및/또는 나오도록 하기 위하여 리셉터클 부분(914)에 압력이 인가될 수 있어서, 작동축(814)의 팁 단부(816)는 체결 보스(942)를 근위 방향으로 지나갈 수 있어, 작동축(814)을 팁 커넥터(904)로부터 분리시킨다. 외축(810)은 크레비스(902)로부터 풀릴 수 있고, 엔드 이펙터 조립체(900)는 축 조립체(800)로부터 풀린다.

도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔드 이펙터 작동 시스템(1000)을 도시하는 투시도이다. 작동 시스템(1000)은 예를 들면 최소 절계 의료 수술 동안 특정 기능 및 능력을 제공하는 방식으로 엔드 이펙터 조립체(1200)를 수동으로 또는 로봇식으로 조작하기 위하여 전술한 것처럼 함께 결합된 축 조립체(1100) 및 엔드 이펙터 조립체(1200)를 포함할 수 있다.

축 조립체(1100)는 스테인레스 강 또는 내열 플라스틱과 같은 고품질 내구성 재료로 제조되는 외축(1110)을 포함할 수 있다. 외축(1110)은 예를 들면 5mm 엔드 이펙터 조립체와 결합하기 위하여 대략 3mm의 외측 직경을 가지도록 구성될 수 있다. 외축(1110)은 일반적으로 직선이며 작동축(1114)을 슬라이드식으로 수용하기 위하여 내부 내강을 갖도록 구성된다. 도 30에 도시된 것처럼, 작동축(1114)은 팁 단부(1116) 및 적어도 하나의 만곡된 채널부(1118)를 포함할 수 있다. 예를 들면 외축(1110)을 엔드 이펙터 조립체(1200)에 분리 가능하게 결합하기 위하여 외축(1110)은 스냅-핏(snap-fit) 디텐트 또는 스프링-로딩된 볼 체결 장치와 같은 체결 메카니즘이 구비될 수 있다.

도 29에 도시된 것처럼, 엔드 이펙터 조립체(1200)는 로드 팁 커넥터 조립체(1204)를 고정하기 위한 크레비스(1202)를 포함할 수 있다. 로드 팁 커넥터 조립체(1204)는 상위 죠(1208) 및 하위 죠(1210) 모두에 다른 단부에 결합되는 링크(1206)의 일 단부에 회전식으로 부착될 수 있다. 상위 및 하위 죠(1208 및 1210)는 링크(1206)에 회전식으로 결합되고, 로드 팁 커넥터 조립체(1204)가 크레비스(1202)의 내부 부분을 통해 전방 또는 후방으로 이동함에 따라 개방 및 폐쇄하도록 구성된다.

도 31 및 도 32의 확대도에 도시된 것처럼, 로드 팁 커넥터 조립체(1204)는 링크(1206)의 일 단부를 로드 팁 커넥터 조립체(1204)에 회전식으로 결합하기 위하여 원위 단부(1213)에 힌지 채널(1212)을 포함할 수 있다. 상위 및 하위 플렉싱 빔(1216)은 반대 방향으로 굽혀지도록 구성되어, 작동축(1114)의 팁 단부(116)가 플렉싱 빔(1216)의 각각 상에 제공된 디텐트(1218) 뒤에서 클립하도록 한다.

도 33의 확대도에 도시된 것처럼, 크레비스(1202)는 엔드 이펙터 조립체(1200)를 축 조립체(1100)에 결합하는 경우에 축 조립체(1100)를 수용하기 위한 크레비스 수용 홀(1226)을 갖는 근위 단부 부분(1224)을 포함할 수 있다. 크레비스(1202)의 원위 단부 부분(1228)은 크레비스(1202)의 원위 단부(1228)에서 죠의 지지 및 작동을 위해 장착될 핀을 힌지하기 위하여 제공되는 다양한 관통-홀을 갖는 장착 암(1230)을 갖도록 형성될 수 있다. 크레비스(1202)의 원위 단부 부분(1228) 및 근위 단부 부분(1224)은 하나 이상의 주 길이 방향 지지 빔(1232)에 의해 결합될 수 있다.

도 34에 도시된 것처럼, 팁 커넥터 조립체(1204)가 전방 위치에 있는 경우, 두개의 플렉싱 빔(1216)은 작동축(1114)가 제자리에 클립하도록 플렉스할 수 있다. 도 35에 도시된 것처럼, 팁 커넥터 조립체(1204)가 근위 방향으로 당겨지는 경우, 플렉싱 빔(1216) 각각의 근위 부분 상의 플렉스 방지 슬롯(1240)은 크레비스(1202) 상의 플렉스 방지 핀(1242)으로 이동한다. 플렉스 방지 슬롯(1240)이 플렉스 방지 핀(1242)과 맞물림에 따라, 플렉싱 빔(1216)은 위로 플렉싱하거나 또는 아래로 플렉싱하는 것이 방지되고, 따라서 작동축(1114)이 로드 팁 커넥터 조립체(1204)로부터 제거되는 것이 방지된다. 작동축(1114)의 계속된 근위 움직임이 상위 및 하위 죠(1208 및 1210)을 폐쇄하도록 한다.

엔드 이펙터 조립체(1200)를 분리하기 위하여, 작동축(1114)은 플렉스 방지 슬롯(1240)이 플렉스 방지 핀(1242)으로부터 풀릴때까지 전방향 위치로 밀릴 수 있다. 작동축의 팁 단부(1116)를 분리하기 위하여 대향 플렉싱 빔을 밀어 올리고 밀어 내리기 위하여 각각의 플렉싱 빔(1216)에 압력이 가해질 수 있어서, 작동축(1114)은 근위 방향으로 디텐트(1218)를 통과할 수 있어, 팁 커넥터(1204)로부터 작동축(1114)을 분리한다. 외축(1110)은 다음으로 크레비스(1202)로부터 풀리고, 엔드 이펙터 조립체(1200)는 축 조립체(1100)로부터 풀린다.

임의의 일 측면과 관련하여 설명된 임의의 특징이 단독으로 또는 다른 설명된 특징과 결합하여 이용될 수 있으며, 또한 다른 개시된 측면의 하나 이상의 특징과 결합하여 또는 개시된 측면 중 임의의 다른 것과 결합하여 이용될 수 있다.

본 발명의 많은 특징 및 이점은 상세한 설명으로부터 명백하며, 따라서 첨부된 청구범위에 의해 본 발명의 기술 사상 및 범위 내에 있는 본 발명의 모든 그러한 특징 및 이점을 포괄하는 것이 의도된다. 또한, 수개의 개조 및 변형이 당해 분야의 숙련자에게는 용이하게 발생할 수 있으므로, 설명되고 도시된 바로 그 구조 및 동작에 본 발명을 국한하려는 것이 아니고, 따라서 모든 적절한 개조 및 등가물이 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주될 수 있다.

Claims

엔드 이펙터 작동 시스템으로서:
내부 내강을 갖는 외축 및 내강 내에 슬라이드식으로 수용되는 작동 로드를 포함하는 축 조립체 - 상기 외축은 원위 단부 부분을 가지며, 상기 원위 단부 부분은 상기 작동 로드가 상기 원위 단부 부분 내의 내강으로부터 부재하는 경우에만 압축 가능함 - ;
상기 원위 단부 부분 상에 제공되는 체결 보스; 및
수용 개구 및 리텐션 포켓을 갖는 엔드 이펙터 조립체 - 상기 수용 개구는 상기 외축의 압축된 원위 단부 부분을 수용하도록 크기가 정해지고, 상기 리텐션 포켓은 상기 원위 단부 부분의 상기 내강 내에 상기 작동 로드가 존재함으로 인하여 상기 원위 단부 부분이 복원되는 경우 상기 체결 보스를 수용하도록 크기가 정해짐 -
을 포함하는 엔드 이펙터 작동 시스템.
청구항 1에 있어서, 적어도 하나의 플렉싱 슬릿은 상기 외축의 상기 원위 단부 부분에 형성되는, 엔드 이펙터 작동 시스템.
청구항 1에 있어서, 제1 플렉싱 슬릿 및 제2 플렉싱 슬릿이 상기 외축의 원위 단부 부분에 형성되고, 상기 제1 플렉싱 슬릿은 외축에서 상기 제2 플렉싱 슬릿에 직경 방향으로 대향하는 위치에 형성되어 제1 플렉싱 암 및 제2 플렉싱 암을 형성하는, 엔드 이펙터 작동 시스템.
청구항 3에 있어서, 상기 체결 보스는 제1 플렉싱 암 또는 제2 플렉싱 암 중 하나 상에 제공되는, 엔드 이펙터 작동 시스템.
청구항 4에 있어서, 상기 축 조립체에 결합되는 핸들 조립체를 더 포함하는, 엔드 이펙터 작동 시스템.
청구항 5에 있어서, 상기 외축의 근위 단부 부분은 상기 핸들 조립체에 고정되어, 상기 작동 로드가 상기 외축의 상기 근위 단부 부분으로부터 연장하고 상기 핸들 조립체의 본체부로 슬라이드식으로 수용되는, 엔드 이펙터 작동 시스템.
청구항 6에 있어서, 상기 외축 상에 구성된 체결 슬리브를 더 포함하되, 상기 체결 슬리브는 상기 핸들 조립체를 상기 외축에 단단히 결합하기 위한 축 체결 리셉터클을 갖는, 엔드 이펙터 작동 시스템.
청구항 5에 있어서, 상기 작동 로드는 그 근위 단부 상에 형성된 체결 볼을 가지며, 상기 핸들 조립체는 레버를 포함하며, 상기 레버는 상기 외축의 내강을 통해 상기 작동 로드의 신장 및 수축을 제어하도록 상기 체결 볼을 맞물도록 구성되는, 엔드 이펙터 작동 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 엔드 이펙터 조립체는 스프링에 의해 제1 위치로 바이어스되는 스프링 리테이너를 더 포함하며, 상기 스프링 리테이너는 상기 작동로드에 의한 힘을 가하기 위한 시트(seat)를 제공하여, 상기 스프링 리테이너를 제2 위치로 이동시키는, 엔드 이펙터 작동 시스템.
청구항 9에 있어서, 상기 엔드 이펙터 조립체는 다중 죠 구성을 포함하며, 상기 스프링 리테이너의 제1 위치에서 제2 위치로의 움직임은 다중 죠 구성이 개방 또는 폐쇄하도록 하는, 엔드 이펙터 작동 시스템.
엔드 이펙터 작동 시스템으로서:
외축 및 상기 외축 내로 슬라이드식으로 수용되는 작동축을 갖는 축 조립체 - 상기 작동축은 팁 단부를 가짐 - ; 및
크레비스 하우징, 상기 작동축의 팁 단부를 고정하기 위한 팁 커넥터, 및 상기 팁 커넥터에 결합된 죠 조립체를 포함하는 엔드 이펙터 조립체 - 상기 팁 커넥터는 상기 크레비스 하우징 내에 하우스되고 확장 가능한 부분을 가지며, 상기 확장 가능한 부분은 상기 팁 커넥터가 상기 크레비스 하우징 내의 소정 위치에 있는 경우에만 확장 가능함 -
를 포함하는, 엔드 이펙터 작동 시스템.
청구항 11에 있어서, 상기 확장 가능한 부분은 상기 작동축의 볼 단부를 수용하기 위한 콜릿 개구를 형성하는 복수개의 콜릿 페탈을 포함하는, 엔드 이펙터 작동 시스템.
청구항 12에 있어서, 상기 크레비스 하우징은 복수개의 지지 빔 및 상기 지지 빔들 사이에 방사상으로 이격되는 적어도 하나의 가요성 그립 빔을 포함하며, 상기 복수개의 지지 빔 및 적어도 하나의 가요성 그립 빔은 상기 작동축이 제1 소정 위치에 있는 경우에 상기 콜릿 페탈이 확장할 수 있는 크레비스 보이드 영역을 형성하는, 엔드 이펙터 작동 시스템.
청구항 13에 있어서, 상기 크레비스 하우징은 상기 작동축이 제2 소정 위치에 있는 경우 상기 콜릿 페탈의 확장을 제한하는 크레비스 제한 영역을 더 포함하는, 엔드 이펙터 작동 시스템.
청구항 11에 있어서, 상기 외축은 상기 외축을 상기 엔드 이펙터 조립체에 분리 가능하게 결합하기 위한 체결 메카니즘을 포함하는, 엔드 이펙터 작동 시스템.
청구항 11에 있어서, 상기 죠 조립체는 상위 죠 및 하위 죠를 포함하며, 상기 상위 죠 및 하위 죠 각각은 링크의 일 단부에 부착되고, 상기 링크의 다른 단부는 상기 팁 커넥터에 회전식으로 부착되는, 엔드 이펙터 작동 시스템.
엔드 이펙터를 작동축에 연결하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
적어도 하나의 체결 보스를 갖도록 구성되는 압축 가능한 원위 단부 부분을 갖는 외축;
상기 외축에 슬라이드식으로 수용되는 작동축 - 상기 작동축의 일 단부는 상기 외축의 상기 원위 단부 부분으로부터 슬라이드식으로 연장하고 수축하도록 구성됨 -
을 포함하는 축 조립체를 제공하는 단계;
상기 체결 보스와 정합하기 위한 수용 개구 및 리텐션 포켓을 갖는 엔드 이펙터 조립체를 제공하는 단계;
상기 작동축이 상기 외축의 원위 단부 부분으로부터 실질적으로 수축함에 따라, 체결 보스가 리텐션 포켓 내에 수용되고 상기 원위 단부 부분이 복원할 때까지 상기 원위 단부 부분을 압축하도록 하기 위하여 상기 엔드 이펙터의 수용 개구로 상기 외축의 상기 원위 단부 부분을 삽입하는 단계; 및
상기 원위 단부 부분의 압축을 방지하기 위하여 상기 원위 단부 부분으로 연장하도록 상기 작동축을 작동하는 단계
를 포함하는 엔드 이펙터를 작동축에 연결하기 위한 방법.
청구항 17에 있어서,
상기 외축의 상기 원위 단부 부분에 제1 플렉싱 슬릿 및 제2 플렉싱 슬릿을 제공하는 단계 - 상기 제1 플렉싱 슬릿과 상기 제2 플렉싱 슬릿 사이에 적어도 하나의 플렉싱 암이 형성됨 - 를 더 포함하는 엔드 이펙터를 작동축에 연결하기 위한 방법.
청구항 18에 있어서, 상기 체결 보스는 적어도 하나의 플렉싱 암 상에 제공되는, 엔드 이펙터를 작동축에 연결하기 위한 방법.
청구항 17에 있어서,
상기 엔드 이펙터를 상기 작동축을 통해 제어하기 위하여 핸들 조립체를 상기 축 조립체에 결합시키는 단계를 더 포함하는 엔드 이펙터를 작동축에 연결하기 위한 방법.