KR20240036051A

KR20240036051A - 로봇 수술 기구

Info

Publication number: KR20240036051A
Application number: KR1020247005270A
Authority: KR
Inventors: 벤 로버트 채플린; 도미닉 마틴 맥브라이언; 개러쓰 스테픈 헌; 사이먼 로드릭 그로버
Original assignee: 씨엠알 써지컬 리미티드
Priority date: 2021-07-19
Filing date: 2022-07-18
Publication date: 2024-03-19
Also published as: GB2609033A; AU2022314259A1; EP4373431A1; US20240341868A1; GB202110381D0; WO2023002163A1; CN117693319A

Abstract

엔드 이펙터, 샤프트 구성 요소, 제1 단부에서 샤프트 구성 요소의 원위 단부에 연결되고 제2 단부에서 엔드 이펙터에 연결되는 지지체, 및 지지체의 제1 단부의 외부 표면과 대면하는 풀리를 포함하는 로봇 수술 기구가 제공된다. 풀리는 제1 직경을 갖는 제1 섹션 및 제1 직경보다 작은 제2 직경을 갖는 제2 섹션을 포함한다. 풀리의 제1 또는 제2 섹션은 지지체의 이동을 제한하도록 구성된다

Description

로봇 수술 기구

본 발명은 로봇 수술 기구에 관한 것으로, 특히 로봇 수술 기구의 지지체의 기울어짐을 감소시키기 위한 배열에 관한 것이다.

수작업 수술 관행에 비해 수술 로봇이 제공하는 정밀도 및 무균성이 실질적으로 개선됨에 따라, 수술 로봇 분야는 빠르게 확장되고 있다. 통상적인 수술 로봇은 베이스 유닛, 로봇 암, 및 수술 기구를 포함한다. 로봇 암은 근위 단부에서 베이스 유닛에 연결되고, 원위 단부에서 수술 기구에 연결된다. 수술 기구는, 원위 단부에서, 의료 시술에 관여하는 수술 부위에 도달하기 위해 포트에 있는 환자의 신체를 관통하기 위한 엔드 이펙터(end effector)를 포함한다.

최소 침습 수술 절차 동안, 수술 로봇의 수술 기구는 환자의 조직 또는 기관을 설정된 위치에 유지시켜 이들이 수행될 수술 동작을 방해하지 않도록 하는 데 사용될 수 있다. 이러한 기능을 수행하기 위해, 수술 기구의 팁은 종종 수술 절차를 수행하는 경우에 받게 되는 것보다 더 무거운 하중을 지지하도록 요구된다. 엔드 이펙터가 바늘 홀더인 경우, 봉합 작업 동안 엔드 이펙터가 무거운 하중을 경험할 수도 있다. 이러한 작업 동안, 환자의 조직은 바늘에 하중을 가하고 이는 바늘 홀더를 통해 엔드 이펙터로 전달된다. 수술 기구에 대한 무거운 하중은 일반적으로 10N 초과의 하중으로서 인식된다.

수술 기구의 엔드 이펙터의 효율은 수술 절차 동안 유지되는 것이 중요하다. 이러한 효율은, 예를 들어 수술 기구를 구동하는 데 사용되는 요소와 수술 기구의 부품 간의 방해 또는 간섭에 의해 감소될 수 있다. 엔드 이펙터의 효율의 감소는 수술 조직을 절단하거나 해당 조직을 제자리에 유지하는 것과 같은 의도된 동작을 제대로 수행할 수 없다는 것을 의미한다. 수술 기구의 부품 사이의 방해 또는 간섭은 또한 기구의 부품에 손상을 초래할 수 있으며, 이는 그 성능에 해롭다. 이는 관절형 조인트를 갖는 기구에서 특히 문제가 되며, 이는 구조적으로 더 약하고 비관절형 기구보다 더 많은 구성 요소를 포함한다. 또한, 수술 기구의 구성 요소의 원치 않는 움직임 또는 기울어짐을 최소화하는 것이 중요하다. 이러한 원치 않는 움직임은 수술 기구를 통해 움직임을 전달하는 데 사용되는 구성 요소 내의 장력의 결여를 초래할 수 있으며, 이는 그의 성능에 추가로 영향을 미친다.

고부하를 받을 때 기구의 기울어짐과 같은 원치 않는 움직임을 감소시키는 로봇 수술 기구에 대한 개선된 배열이 필요하다.

제1 양태에 따르면, 엔드 이펙터, 샤프트(shaft) 구성 요소, 제1 단부에서 샤프트 구성 요소의 원위 단부에 연결되고 제2 단부에서 엔드 이펙터에 연결되는 지지체(supporting body), 및 지지체의 제1 단부의 외부 표면과 대면하는 풀리(pulley)를 포함하는 로봇 수술 기구가 제공되며, 풀리는 제1 직경을 갖는 제1 섹션 및 제1 직경보다 작은 제2 직경을 갖는 제2 섹션을 포함하고, 풀리의 제1 또는 제2 섹션은 지지체의 이동을 제한하도록 구성된다.

풀리의 제2 섹션은 지지체의 이동을 제한하도록 구성될 수 있다.

풀리의 제2 섹션은 지지체의 제1 단부의 외부 표면과 대면할 수 있고, 풀리를 향한 지지체의 이동을 제한하기 위해, 지지체를 간섭하도록 구성될 수 있다.

제1 직경은 제1 섹션의 외경일 수 있고, 제2 직경은 제2 섹션의 외경일 수 있다.

제1 섹션은 제1 섹션의 원주 주위로 연장되는 홈을 포함할 수 있다.

제1 섹션에 대한 제2 섹션의 폭의 비는 적어도 2:5일 수 있다.

풀리의 전체 폭은 적어도 0.4 mm일 수 있다.

제2 섹션의 외경은 3 mm 이하일 수 있다.

샤프트 구성 요소는 5 mm의 최소 직경을 가질 수 있다.

지지체는 샤프트 구성 요소의 길이방향 축을 가로지르는 제1 축을 중심으로 제1 조인트에서 회전하도록 구성될 수 있고, 제1 조인트는 지지체에 연결되고 샤프트 구성 요소에 대해 회전하도록 구성된 핀을 포함할 수 있다.

로봇 수술 기구는 기구의 제1 조인트를 구동하도록 구성된 제1 구동 요소 쌍을 추가로 포함할 수 있으며, 여기서 제1 구동 요소 세트의 적어도 하나의 구동 요소는 풀리 주위에 라우팅(routing)된다.

샤프트 구성 요소는 샤프트 구성 요소의 원위로 연장되는 대향하는 제1 및 제2 타인(tine)을 포함할 수 있고, 풀리는 지지체와 제1 타인 사이에 위치될 수 있다.

풀리는 제1 직경보다 작은 제3 직경을 갖는 제3 섹션을 추가로 포함할 수 있다.

제3 섹션은 제2 섹션에 대향하는 풀리의 제1 섹션의 측면 상에 위치될 수 있으며, 제3 섹션은 제1 타인을 향한 지지체의 이동을 제한하도록 구성된다.

제3 직경은 제2 직경과 동일할 수 있다.

풀리는 제1 풀리일 수 있고, 외부 표면은 제1 외부 표면일 수 있고, 로봇 수술 기구는 지지체의 제1 단부의 제2 외부 표면과 대면하는 제2 풀리를 추가로 포함할 수 있다. 제2 풀리는 제1 직경을 갖는 제1 섹션 및 제1 직경보다 작은 제2 직경을 갖는 제2 섹션을 포함할 수 있으며, 제2 풀리의 제1 또는 제2 섹션은 지지체의 이동을 제한하도록 구성된다.

로봇 수술 기구는 제1 풀리와 제1 타인 사이에 위치한 제3 풀리를 추가로 포함할 수 있으며, 제3 풀리는 제1 직경을 갖는 제1 섹션 및 제1 직경보다 작은 제2 직경을 갖는 제2 섹션을 포함한다. 제1 및 제3 풀리 중 하나의 제2 섹션은 제1 및 제3 풀리 중 다른 하나의 섹션과 대면할 수 있고, 제3 풀리를 향한 제1 풀리의 이동을 제한하기 위해 다른 풀리를 간섭하도록 구성될 수 있다.

제3 풀리의 제2 섹션은 제3 풀리를 향한 제1 풀리의 이동을 제한하기 위해 제1 풀리의 제1 섹션을 간섭하도록 구성될 수 있다.

로봇 수술 기구는 제2 풀리와 제2 타인 사이에 위치한 제4 풀리를 추가로 포함할 수 있으며, 제4 풀리는 제1 직경을 갖는 제1 섹션 및 제1 직경보다 작은 제2 직경을 갖는 제2 섹션을 포함한다. 제2 및 제4 풀리 중 하나의 제2 섹션은 제2 및 제4 풀리 중 다른 하나의 섹션과 대면할 수 있고, 제4 풀리를 향한 제2 풀리의 이동을 제한하기 위해 다른 풀리를 간섭하도록 구성될 수 있다.

제4 풀리의 제2 섹션은 제4 풀리를 향한 제2 풀리의 이동을 제한하기 위해 제2 풀리의 제1 섹션을 간섭하도록 구성될 수 있다.

지지체는 그의 제1 단부를 관통해 연장되고 억지끼워맞춤(interference fit)으로 제1 조인트의 핀을 수용하도록 구성된 채널을 포함할 수 있다.

로봇 수술 기구는 지지체의 제1 단부에 견고하게 연결되고 샤프트 구성 요소의 제1 및 제2 타인 사이에서 연장되도록 구성된 중공관(hollow tube)을 추가로 포함할 수 있다. 제1 축을 중심으로 한 제1 조인트의 회전이 제1 축을 중심으로 한 지지체의 회전으로 이어지도록, 제1 조인트의 핀은 중공관을 통과하도록 구성될 수 있다.

제1 및 제2 타인 각각은 각각의 타인의 원위로 연장되는 부속물(appendage)을 포함할 수 있으며, 각각의 부속물은 지지체가 그 부속물의 각각의 타인을 향해 이를 이동시키는 힘을 받을 때 지지체와 접하도록(interface) 구성된다.

지지체는 지지체의 제1 단부로부터 샤프트 구성 요소 내로 연장되는 제1 및 제2 플랜지를 포함할 수 있고, 샤프트 구성 요소는 샤프트 구성 요소의 원위 단부에 결합되고 엔드 이펙터를 향해 연장되는 돌출부를 포함할 수 있으며, 돌출부는 지지체가 풀리를 향해 이동될 때 제1 또는 제2 플랜지 중 하나의 계면과 접하도록 구성된다. 제1 플랜지의 외부 표면과 풀리 사이의 간격은 제1 또는 제2 플랜지 중 하나의 계면과 돌출부 사이의 간격보다 클 수 있다.

이동은 제1 조인트의 핀을 따르는 선형 이동일 수 있다.

이동은 제1 조인트의 축 및 샤프트 구성 요소의 길이방향 축을 가로지르는 축을 중심으로 회전하는 것을 포함할 수 있다.

제2 양태에 따르면, 제1 풀리 및 제1 풀리에 인접한 제2 풀리를 포함하는 로봇 수술 기구가 제공되며, 제1 또는 제2 풀리는 제1 직경을 갖는 제1 섹션 및 제1 직경보다 작은 제2 직경을 갖는 제2 섹션을 포함하며, 제1 또는 제2 풀리의 제2 섹션은 제1 또는 제2 풀리 중 다른 하나의 이동을 제한하도록 구성된다.

제3 양태에 따르면, 로봇 수술 기구가 제공되며, 로봇 수술 기구는, 엔드 이펙터; 샤프트 구성 요소; 샤프트 구성 요소의 길이방향 축을 가로지르는 제1 축을 따라 연장되는 제1 조인트; 및 제1 단부에서 샤프트 구성 요소의 원위 단부에 연결되고 제2 단부에서 엔드 이펙터에 연결되는 지지체를 포함하며, 지지체는 제1 조인트에 의해 샤프트 구성 요소의 원위 단부에 연결되어 지지체가 제1 축을 중심으로 회전하도록 구성되고, 지지체는 그의 제1 단부를 관통해 연장되고 억지끼워맞춤으로 제1 조인트의 핀을 수용하도록 구성된 채널을 포함한다.

제4 양태에 따르면, 로봇 수술 기구가 제공되며, 로봇 수술 기구는: 엔드 이펙터; 대향하는 제1 및 제2 타인을 포함하는 샤프트 구성 요소; 샤프트 구성 요소의 길이방향 축을 가로지르는 제1 축을 따라 연장되고 지지체에 연결되고 샤프트 구성 요소에 대해 회전하도록 구성된 핀을 포함하는 제1 조인트; 제1 단부에서 샤프트 구성 요소의 원위 단부에 연결되고 제2 단부에서 엔드 이펙터에 연결되는 지지체로서, 제1 조인트에 의해 샤프트 구성 요소의 원위 단부에 연결되어 지지체가 제1 축을 중심으로 회전하도록 구성되는, 지지체; 및 지지체의 제1 단부에 견고하게 연결되고 샤프트 구성 요소의 제1 및 제2 타인 사이에서 연장되도록 구성된 중공관으로서, 제1 조인트의 핀은 중공관을 통과하게 구성되어 제1 축을 중심으로 한 제1 조인트의 회전이 제1 축을 중심으로 한 지지체의 회전으로 이어지도록 하는, 중공관을 포함한다.

제5 양태에 따르면, 로봇 수술 기구가 제공되며, 로봇 수술 기구는: 엔드 이펙터; 샤프트의 원위로 연장되는 대향하는 제1 및 제2 타인을 포함하는 샤프트 구성 요소; 및 제1 단부에서 샤프트 구성 요소의 원위 단부에 연결되고 제2 단부에서 엔드 이펙터에 연결되는 지지체를 포함하며, 지지체는 제1 단부로부터 샤프트 구성 요소 내로 연장되는 제1 및 제2 플랜지를 포함하고, 상기 샤프트의 제1 및 제2 타인의 각각은 그의 각각의 타인의 원위로 연장되는 부속물을 포함하고, 각각의 부속물은, 지지체가 부속물의 각각의 타인을 향해 이를 이동시키는 힘을 받을 때 지지체와 접하도록 구성된다.

이제 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 예시로서 설명될 것이다. 도면에서,
도 1은 수술 로봇을 도시한다.
도 2는 도 1의 수술 로봇과 함께 사용될 수 있는 제1 수술 기구를 도시한다.
도 3은 문제를 경험하는 상황에서 도 2에 도시된 수술 기구의 일부분을 도시한다.
도 4는 도 1의 수술 로봇과 함께 사용될 수술 기구의 일 구현예의 일부를 도시한다.
도 5는 도 4의 수술 기구의 구현예에 사용된 지지체의 구성을 도시한다.
도 6은 도 4의 수술 기구의 구현예에 사용된 샤프트의 원위 단부의 구성을 도시한다.
도 7은 지지체의 제1 단부에 있는 도 4의 수술 기구의 구현예의 일부의 확대도를 도시한다.
도 8은 도 1의 수술 로봇과 함께 사용될 수술 기구의 제2 구성을 도시한다.
도 9는 변형된 실시예에서 수술 기구의 일부분을 도시한다.
도 10은 도 9의 변형된 수술 기구에 대한 지지체의 도면을 도시한다.
도 11은 도 4의 수술 기구의 구현예에서 사용될 수 있는 샤프트의 원위 단부에 대한 대안적인 구성을 도시한다.
도 12는 도 1의 수술 로봇과 함께 사용될 수술 기구의 제3 구성을 도시한다.
도 13은 도 1의 수술 로봇과 함께 사용될 수술 기구의 제4 구성을 도시한다.
도 14는 도 1의 수술 로봇과 함께 사용될 수술 기구의 제5 구성을 도시한다.
도 15는 도 1의 수술 로봇과 함께 사용될 수술 기구의 제6 구성을 도시한다.

도 1은 베이스 유닛(102)으로부터 연장되는 암(100)을 갖는 수술 로봇을 도시한다. 암은 복수의 조인트(106a-e)에 의해 결합되는 복수의 강성 사지(limb)(104a-e)를 포함한다. 조인트(106a-e)는 사지에 움직임을 적용하도록 구성된다. 기저부(102)에 가장 가까운 사지는 가장 근위 사지(104a)이고 근위 조인트(106a)에 의해 기저부에 결합된다. 암의 나머지 사지는 각각 복수의 조인트(106b-e) 중 하나의 조인트에 의해 직렬로 결합된다. 손목(108)은 4개의 개별 회전식 조인트를 포함할 수 있다. 손목(108)은 하나의 사지(104d)를 암의 가장 원위 사지(104e)에 결합한다. 가장 원위 사지(104e)는 수술 기구(112)용 부착물(110)을 운반한다. 암(100)의 각각의 조인트(106a-e)는 각각의 조인트에서 회전 운동을 유발하도록 작동될 수 있는 하나 이상의 구동원(114)을 갖는다. 각각의 구동원(114)은 구동원으로부터 조인트로 전력을 전달하는 구동 트레인에 의해 각각의 조인트(106a-e)에 연결된다. 일 실시예에서, 구동원(114)은 모터이다. 구동원(114)은 대안적으로 유압 액추에이터, 또는 임의의 다른 적절한 수단일 수 있다. 각각의 조인트(106a-e)는 그 조인트에서 현재 구성 및/또는 힘에 관한 감각 정보를 제공하는 하나 이상의 구성 및/또는 힘 센서(116)를 더 포함한다. 구성 및/또는 힘 감각 데이터에 더하여, 하나 이상의 센서(116)는 감지된 온도, 전류 또는 압력(예컨대 유압)에 관한 정보를 추가로 제공할 수 있다.

암은 수술 기구(112)와 접하기 위한 부착물에서 종단된다. 본원에 기술된 실시예에서, 수술 기구는 8 mm 미만의 직경을 갖는다. 수술 기구는 6 mm 직경을 가질 수 있다. 수술 기구는 6 mm 미만의 직경을 가질 수 있다. 수술 기구는 수술을 수행하기 위한 엔드 이펙터를 포함한다. 엔드 이펙터는 임의의 적합한 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 엔드 이펙터는 평활 조(smooth jaw), 톱니형 조(serrated jaw), 그리퍼(gripper), 한 쌍의 전단기(shear), 한 쌍의 가위, 봉합용 바늘, 카메라, 레이저, 나이프, 스테이플러(stapler), 소작기(cauteriser), 흡입기 또는 한 쌍의 단극형 가위와 같은 전기수술 기구일 수 있다. 수술 기구는 기구 샤프트 및 기구 샤프트와 엔드 이펙터 사이에 위치한 관절(articulation)을 더 포함한다. 관절은 엔드 이펙터가 기구의 샤프트에 대해 이동할 수 있게 하는 여러 조인트를 포함한다. 관절 내의 조인트는 구동 요소에 의해 작동된다. 이들 구동 요소는 기구 샤프트의 다른 단부에서 기구 인터페이스의 인터페이스 요소에 고정된다. 구동 요소는 관절 내의 조인트로부터 샤프트를 통해 기구 인터페이스로 연장되는 세장형 요소이다. 각각의 구동 요소는 특정 영역에서 그의 길이방향 축을 가로질러 구부러질 수 있다. 예를 들어, 구동 요소는 케이블일 수 있다.

부착물은 기구의 관절을 구동하기 위한 구동 어셈블리를 포함한다. 구동 어셈블리 인터페이스의 이동 가능한 인터페이스 요소는, 로봇 암으로부터 기구로 구동을 전달하기 위해, 기구 인터페이스의 대응하는 이동 가능한 인터페이스 요소와 기계적으로 체결된다. 따라서, 로봇 암은 다음과 같이 엔드 이펙터로 구동을 전달한다: 구동 어셈블리 인터페이스 요소의 이동은 기구 인터페이스 요소를 이동시키고, 이는 구동 요소를 이동시키고, 이는 관절의 조인트를 이동시키며, 이는 엔드 이펙터를 이동시킨다.

구동원(114) 및 센서(116)용 제어기는 로봇 암(100) 내에 분포된다. 제어기는 통신 버스를 통해 제어 유닛(118)에 연결된다. 제어 유닛(118)은 프로세서(120) 및 메모리(122)를 포함한다. 메모리(122)는 프로세서(120)에 의해 실행 가능한 소프트웨어를 비일시적 방식으로 저장하여 구동원(114)의 작동을 제어하고 암(100)을 작동시킨다. 특히, 소프트웨어는 프로세서(120)를 제어하여(예를 들어, 분산 제어기를 통해) 구동원이 센서(116) 및 외과의사 명령 인터페이스(124)로부터의 입력에 따라 구동하게 할 수 있다.

도 2는 수술 로봇의 암에 부착하기 위한 수술 기구의 원위 단부를 도시한다. 수술 기구의 원위 단부는 수술 로봇의 베이스 유닛으로부터 가장 멀리 위치된 단부이다. 수술 기구의 원위 단부는 한 쌍의 대향하는 엔드 이펙터 요소(202, 204)를 갖는 엔드 이펙터(200)를 포함한다. 엔드 이펙터(200)는 관절(208)에 의해 샤프트(206)의 원위 단부에 연결된다. 샤프트는 그의 근위 단부에서 로봇 암에 부착하기 위한 인터페이스에 연결된다. 구동 메커니즘은 전술한 도 1을 참조하여 설명된 바와 같은 구동원을 포함할 수 있다.

관절(208)은 샤프트(206)에 대한 엔드 이펙터(200)의 이동을 허용하는 조인트를 포함한다. 제1 조인트(210)는 엔드 이펙터(200)가 제1 축(212)을 중심으로 회전할 수 있게 한다. 제1 축(212)은 샤프트의 길이방향 축(214)을 가로지른다. 제2 조인트(218)는 제1 엔드 이펙터 요소(202)가 제2 축(216)을 중심으로 회전할 수 있게 한다. 제2 축(216)은 샤프트(214)의 길이방향 축 및 제1 축(212)을 가로지른다. 제3 조인트(220)는 제2 엔드 이펙터 요소(204)가 제3 축(222)을 중심으로 회전할 수 있게 한다. 제3 축(222)은 또한 샤프트의 길이방향 축(214)을 가로지른다. 제3 축(222)은 제2 축(216)에 평행할 수 있다. 제2 및 제3 축은 동일한 축일 수 있다. 제1 엔드 이펙터 요소(202) 및 제2 엔드 이펙터 요소(204)는 제2 및 제3 조인트에 의해 제2 축(216) 및 제3 축(222)를 중심으로 각각 독립적으로 회전 가능할 수 있다. 엔드 이펙터 요소는 제2 및 제3 조인트에 의해 동일한 방향 또는 상이한 방향으로 회전될 수 있다.

관절(208)은 지지체(224)를 더 포함한다. 제1 단부에서, 지지체(224)는 제2 조인트(218) 및 제3 조인트(220)에 의해 엔드 이펙터(200)에 연결된다. 제1 단부에 대향하는 제2 단부에서, 지지체(224)는 제1 조인트(210)에 의해 샤프트(206)에 연결된다. 제2 조인트(218) 및 제3 조인트(220)는 엔드 이펙터 요소(202, 204)가 제2 및 제3 축(216, 222)을 중심으로 지지체(224)에 대해 회전할 수 있게 한다. 제1 조인트(210)는 지지체(224)가 제1 축(212)을 중심으로 샤프트(206)에 대하여 회전할 수 있게 한다. 샤프트(206)의 원위 단부는 제1 타인(226) 및 제2 타인(228)을 포함한다. 제1 및 제2 타인은 샤프트(206)의 몸체로부터 엔드 이펙터(200)를 향해 연장된다. 제1 및 제2 타인은 샤프트의 길이방향 축(214)에 평행한 방향으로 연장될 수 있다. 샤프트의 제1 타인(226)은 제2 타인(228)과 대향한다. 즉, 제1 타인(226)은 제2 타인(228)에 대한 샤프트의 반대측에 위치한다. 제1 타인(226)과 제2 타인(228)은 이격되어 있다. 이는 풀리 및 구동 요소의 배열이 타인 사이에 위치될 수 있게 한다. 이는 또한 지지체(224)의 제1 단부가 타인 사이에 위치할 수 있게 한다.

도 2는 수술 기구를 직선 구성으로 도시한다. 이러한 구성에서, 엔드 이펙터(200)는 샤프트(206)와 정렬된다. 즉, 엔드 이펙터의 길이방향 축(230)은 샤프트의 길이방향 축(214)과 일치한다. 제2 및 제3 축(216, 222)은 모두 샤프트의 길이방향 축(214)을 가로지른다. 제1, 제2 및 제3 조인트의 관절은 엔드 이펙터가 샤프트에 대해 다양한 태도를 취할 수 있게 한다.

엔드 이펙터의 각각의 조인트는 한 쌍의 구동 요소에 의해 구동된다. 즉, 각각의 조인트는 독립적으로 구동된다. 제1 조인트(210)는 제1 구동 요소 쌍(A1, A2(보이지 않음))에 의해 구동된다. 제2 조인트(218)는 제2 구동 요소 쌍(B1, B2)에 의해 구동된다. 제3 조인트(220)는 제3 구동 요소 쌍(C1, C2(보이지 않음))에 의해 구동된다. 한 지점에서, 한 쌍의 구동 요소들의 구동 요소는 그들의 대응하는 조인트에 고정된다. 예를 들어, 제2 구동 요소 쌍(B1, B2)은 제2 조인트(218)에 고정되는 볼(ball) 특징부(232)를 포함한다. 볼 특징부(232)는 그렇지 않으면 크림프(crimp)로 지칭될 수 있다. 한 쌍의 구동 요소는 단일 조각의 재료로서 구성될 수 있다. 이 경우, 단일 조각은 한 지점에서 각각의 조인트에 고정된다.

도 2의 수술 기구는 풀리 배열을 추가로 포함하고 제1, 제2 및 제3 구동 요소 쌍은 이 주위로 이동이 한정된다. 풀리 배열은 제1 축(212)을 중심으로 회전 가능한 제1 풀리 세트(234)를 포함한다. 즉, 제1 풀리 세트(234)는 제1 조인트(210)와 동일한 축을 중심으로 회전한다. 풀리 배열은 적어도 제2 세트의 풀리(236) 및 한 쌍의 방향전환 풀리(238)를 추가로 포함한다.

제1 풀리 세트는 도 3에서 볼 수 있는 제1 풀리(240) 및 제2 풀리(242)를 추가로 포함한다. 제1 풀리(240) 및 제2 풀리(242)는 모두 제1 축(212)을 중심으로 회전한다. 제1 풀리 세트의 제1 풀리(240) 및 제2 풀리(242)는 샤프트의 길이방향 축(214)을 따라 제1 조인트(210)의 대향 측면 상에 위치한다. 제1 풀리(240) 및 제2 풀리(242)는 제1 구동 요소 쌍(A1, A2)의 대향 측면 상에 위치한다. 제1 구동 요소 쌍(A1, A2)은 지지체의 근위 단부 주위로 라우팅 되어서 제1 조인트(210)를 중심으로 지지체의 회전을 가능하게 한다. 지지체의 근위 단부는 샤프트에 가장 가까운 지지체의 단부이다. 제1 풀리(240)는 지지체(224) 및 샤프트의 제1 타인(226) 사이에 위치한다. 제2 풀리(242)는 지지체(224) 및 샤프트의 제2 타인(228) 사이에 위치한다.

이에 대응하여, 제2 풀리 세트는 제1 풀리(250) 및 제2 풀리(252)를 추가로 포함한다. 제2 풀리 세트의 제1 풀리(250) 및 제2 풀리(252)는 샤프트의 대향 측면 상에 위치한다. 제1 풀리(250) 및 제2 풀리(252)는 제1 구동 요소 쌍(A1, A2)의 대향 측면 상에 위치한다. 제2 풀리 세트의 제1 풀리(250)는 지지체(224) 및 샤프트의 제1 타인(226) 사이에 위치한다. 제2 풀리 세트의 제2 풀리(252)는 지지체(224) 및 샤프트의 제2 타인(228) 사이에 위치한다.

도 2에 도시된 바와 같은 수술 기구의 배열에 있어서의 문제점이 도 3에 도시되어 있다. 수술 기구의 구동 요소(A1)은 명확성을 위해 도 3에서 생략된다는 점에 유의한다.

수술 절차 동안, 수술 기구의 원위 단부는 엔드 이펙터 요소 및 지지체를 의도하지 않은 방향으로 밀도록 작용하는 외부 힘을 받는다. 즉, 외력은 엔드 이펙터 요소 및 지지체의 위치를 평형 위치로부터 방해하도록 작용한다. 평형 위치에서, 엔드 이펙터 및 지지체의 길이방향 축은 공통 축(246)을 따라 샤프트의 길이방향 축과 정렬된다. 외력은 환자의 일부, 또는 수술 부위, 또는 수술 장비의 한 품목과 상호 작용하는 엔드 이펙터 요소로부터 발생할 수 있다. 외력은 수술 기구의 엔드 이펙터 및 지지체가 샤프트에 대해 이동(예를 들어, 기울거나 회전)하게 할 수 있다. 도 3에서, 지지체는 샤프트(206)의 제1 타인(226)을 향해 엔드 이펙터 요소 및 지지체를 밀어내는 방향(244)으로 힘을 받는다. 힘은 대안적으로 대향 방향으로 작용하고 샤프트(206)의 제2 타인(228)을 향해 엔드 이펙터 요소를 밀어낼 수 있음을 이해할 것이다. 힘은 그렇지 않으면 공통축(246)에 대하여 임의의 주어진 각도에서 임의의 다른 방향으로 작용할 수 있다.

수술 기구의 제1 조인트(210)를 중심으로 회전하는 구성 요소 사이에 일정 정도의 간격이 있다. 이러한 간격은 기구에 필요한 기계적 허용 오차에 따라 다르기 때문에 수술 기구마다 다를 수 있다. 제1 조인트를 중심으로 회전하는 구성 요소는 제1 구동 요소 쌍(A1, A2), 지지체(224), 제1 풀리(240) 및 제2 풀리(242)이다. 이들 구성 요소 사이의 간격은, 제1 축(212), 및 정렬되면 샤프트, 지지체 및 엔드 이펙터에 의해 공유되는 공통 축(246)에 수직인 기울기 축을 중심으로 지지체가 기울어지게 한다. 간극은 또한 지지체가 제1 축(212)을 따라 선형적으로 변위되게 한다. 지지체(224)가 외부 힘에 의해 안내되는 바와 같이 기울기 축을 중심으로 또는 제1 축(212)을 따라 이동함에 따라, 지지체의 원위 단부는 위치(248)에서 수술 기구의 풀리를 간섭하기 시작한다. 일 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 이 풀리는 제2 풀리 세트(236)의 제2 풀리(252)이다. 이 실시예에서, 지지체(224)는 제2 풀리의 상부 가장자리에서 제2 풀리 세트(236)의 제2 풀리(252)를 간섭한다. 지지체는 추가적으로 또는 대안적으로 제1 풀리(240)의 상부 가장자리에서 제1 풀리 세트(234)의 제1 풀리(240)를 간섭할 수 있다. 이러한 간섭은 각각의 풀리의 회전을 방해하고, 그 풀리 주위로 유도되는 구동 요소의 효율을 감소시킨다. 이는 궁극적으로 구동 요소에 의해 구동되는 엔드 이펙터의 부품들의 효율을 감소시킨다. 외력이 방향(244)에 대해 반대 방향으로 작용하는 경우, 제2 풀리 세트(236)의 제1 풀리(250), 제1 풀리 세트(234)의 제2 풀리(242), 및 각각의 구동 요소들도 마찬가지이다.

방향(244)(또는 대안 방향)으로의 지지체(224)의 이동(예, 기울어짐)은 또한 지지체가 구부러지게 할 수 있으며, 이는 이 구성 요소의 영구 편향을 초래할 수 있다. 따라서, 지지체의 실질적인 경사를 허용하는 것은 수술 기구에 손상을 초래할 수 있고, 그 효율을 더욱 감소시킬 수 있다. 따라서, 엔드 이펙터 및/또는 지지체에 인가되는 외부 힘으로 인한 지지체의 기울어지는 움직임을 감소시키는 것이 중요하다.

도 4는 도 1의 수술 로봇과 함께 사용될 수술 기구(300)의 일 구현예의 일부를 도시한다. 보다 구체적으로, 도 4는 수술 기구의 근위 단부를 도시한다. 도 4에 도시된 수술 기구의 구현예의 일부 양태는 도 2에 도시된 기구의 것과 동일하다. 즉, 도 4의 수술 기구는 샤프트(302) 및 지지체(304)를 포함한다. 지지체는 샤프트의 원위 단부에 연결된다. 샤프트의 원위 단부는 로봇 암으로부터 가장 먼 단부이다. 샤프트(302)는 제1 타인(306) 및 제2 타인(308)을 포함한다. 제1 및 제2 타인은 샤프트(302)의 몸체로부터 멀리 연장된다. 즉, 제1 및 제2 타인은 샤프트(302)의 원위로 연장된다. 제1 및 제2 타인은 샤프트의 길이방향 축(318)에 평행한 방향으로 연장될 수 있다. 샤프트(302)의 제1 타인(306)은 제2 타인(308)과 대향한다. 즉, 제1 타인(306)은 제2 타인(308)에 대한 샤프트(302)의 반대측에 위치한다. 제1 타인(306)과 제2 타인(308)은 이격되어 있다. 이는 풀리 및 구동 요소의 배열이 타인 사이에 위치될 수 있게 한다. 이는 또한 지지체의 제1 단부가 타인 사이에 위치될 수 있게 한다.

일례에서, 샤프트(302)는 하나 이상의 별도의 구성 요소를 포함할 수 있으며, 원위 샤프트 구성 요소는 엔드 이펙터와 접한다. 원위 샤프트 구성 요소는 샤프트의 나머지 부분과 분리될 수 있으며, 그렇지 않으면 이는 샤프트의 몸체로 지칭될 수 있다. "샤프트"에 대한 언급은 샤프트 "구성 요소"를 지칭하는 것으로 이해되어야 하며, 여기서 "구성 요소"라는 용어는 샤프트 전체를 지칭하거나 또는 샤프트의 일부를 형성하고 샤프트의 몸체에 부착되는 별도의 원위 구성 요소를 지칭한다. 샤프트 구성 요소가 샤프트의 몸체에 대한 별도의 구성 요소인 경우, 샤프트 구성 요소는 샤프트 구성 요소가 샤프트의 몸체에 대해 인장되고 이완될 수 있게 하는 하나 이상의 구동 요소에 의해 샤프트의 몸체에 이동 가능하게 부착될 수 있다. 하나 이상의 구동 요소는 케이블일 수 있다. 대안적으로, 별도의 샤프트 구성 요소는, 예를 들어 접착제를 사용하거나 스폿 용접에 의해 샤프트의 몸체에 견고하게 부착되는 구성 요소일 수 있다.

지지체(304)는 제1 단부(314)에서 샤프트(302)에 연결된다. 즉, 지지체의 제1 단부(314)는 샤프트(302)에 가장 가까운 단부이다. 지지체(304)는 제2 단부(316)에서 엔드 이펙터에 연결된다. 즉, 지지체의 제2 단부(316)는 엔드 이펙터에 가장 가까운 단부이다. 제2 단부(316)는 지지체의 제1 단부(314)에 대향할 수 있다.

수술 기구(300)는 엔드 이펙터가 제1 축(312)을 중심으로 회전할 수 있게 하는 제1 조인트(310)를 포함한다. 보다 구체적으로, 지지체(304)는 제1 조인트(310)를 중심으로 회전하도록 구성된다. 제1 조인트는 지지체(304)에 연결되는 핀을 포함한다. 핀은 샤프트(302)에 대해 회전하도록 구성되고, 이에 따라 지지체(304)를 샤프트(302)에 대해 회전시킨다. 엔드 이펙터가 지지체의 제2 단부(316)에 연결됨에 따라, 제1 조인트(310)를 중심으로 지지체를 회전시키면 제1 조인트를 중심으로 엔드 이펙터를 회전시킬 수 있다. 제1 축(312)은 샤프트의 길이방향 축(318)을 가로지른다.

수술 기구(300)의 풀리의 배열은 제1 조인트(310)를 중심으로 회전 가능한 제1 풀리 세트를 포함한다. 제1 풀리 세트는 제1 풀리(324) 및 제2 풀리(326)를 포함한다. 제1 및 제2 풀리(324, 326)는 도 3에 도시된 제1 및 제2 풀리(240, 242)에 대응할 수 있다. 제1 풀리(324)와 제2 풀리(326)는 모두 제1 축(312)을 중심으로 회전한다. 제1 풀리(324) 및 제2 풀리(326)는 샤프트의 길이방향 축(318)을 따라 제1 조인트(210)의 대향 측면 상에 위치한다. 제1 풀리(324) 및 제2 풀리(326)는 제1 구동 요소 쌍(A1, A2)의 대향 측면 상에 위치한다. 제1 구동 요소 쌍의(A1, A2)은 지지체의 근위 단부에 위치한 특징부 주위에 라우팅되어서 제1 조인트(310)를 중심으로 지지체의 회전을 가능하게 한다. 지지체의 근위 단부는 샤프트(302)에 가장 가까운 지지체의 단부이다. 제1 풀리(324)는 지지체(304)와 샤프트의 제1 타인(306) 사이에 위치한다. 제2 풀리(326)는 지지체(304)와 샤프트의 제2 타인(308) 사이에 위치한다.

일부 실시예에서, 제1 풀리 세트는 제3 풀리(348) 및 제4 풀리(350)를 추가로 포함할 수 있다. 제2 풀리 세트는 또한 대응하는 제3 풀리 및 대응하는 제4 풀리를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 풀리 세트의 제1 및 제2 풀리는 제1 및 제2 구동 요소 세트의 제1 구동 요소(B1, C1)를 그들 주위에 라우팅하도록 구성될 수 있다. 제1 및 제2 풀리 세트의 제3 및 제4 풀리는 제2 구동 요소(B2, C2)를 그 주위에 라우팅하도록 구성될 수 있다.

도 4의 수술 기구(300)의 원위 단부는 도 2에 도시된 수술 기구의 원위 단부과 동일할 수 있다. 즉, 엔드 이펙터는 도 2에 도시된 바와 같은 한 쌍의 대향하는 엔드 이펙터 요소를 포함할 수 있다. 엔드 이펙터는 도 2에 도시된 조인트 (218, 220)에 대응하는 제1 및 제2 조인트에 대해 회전 가능할 수 있다. 대안적으로, 엔드 이펙터는 그리퍼, 한 쌍의 전단기, 한 쌍의 가위, 봉합용 바늘, 카메라, 레이저, 나이프, 스테이플러, 소작기, 흡입기 또는 한 쌍의 단극형 가위와 같은 전기 수술 기구와 같은 임의의 다른 적합한 형태를 취할 수 있다.

지지체(304)는 제1 플랜지(320) 및 제2 플랜지(322)를 포함한다. 제1 및 제2 플랜지는 지지체의 중심으로부터 멀리 연장되는 재료의 돌출부이다. 즉, 제1 및 제2 플랜지는 지지체의 중심으로부터 원위로 연장된다. 지지체의 제1 단부(314)는 샤프트(302)의 타인들(306, 308) 사이에 위치한다. 따라서, 지지체의 제1 및 제2 플랜지(320, 322)는 샤프트 내에 위치하고 샤프트 내로 원위로 연장된다. 즉, 제1 및 제2 플랜지(320, 322)는 샤프트(302)의 몸체를 향해 연장된다. 즉, 제1 및 제2 플랜지(320)는 지지체의 길이방향 축과 정렬된 방향으로 지지체로부터 샤프트 내로 연장된다. 제1 플랜지(320) 및 제2 플랜지(322)는 지지체의 제1 단부(314)의 대향 측면 상에 위치한다. 제1 플랜지(320) 및 제2 플랜지(322)는 제1 구동 요소 쌍(A1, A2)의 대향 측면 상에 위치한다. 제1 플랜지(320) 및 제2 플랜지(322)는 도 5에 더욱 명확하게 도시되어 있으며, 이는 지지체(304)의 제1 단부(314)를 별개로 예시한다. 도 5로부터 지지체의 제1 단부가 지지체의 중심보다 좁은 것을 알 수 있다. 이는 지지체의 제1 단부가 제1 풀리(324)와 제2 풀리(326) 사이에, 그리고 샤프트(302)의 제1 타인(306)과 제2 타인(308)에 의해 정의된 공간 내에 위치할 수 있도록 한다.

제1 및 제2 플랜지는 2개의 목적을 갖는다. 제1 목적은 지지체의 제1 단부(314) 주위를 라우팅하는 제1 구동 요소 쌍(A1, A2)에 대한 가이드를 제공하는 것이다. 제2 목적은 이하에서 더욱 상세히 설명된다. 제1 및 제2 플랜지는 각각 0.1 내지 0.5 mm의 폭을 가질 수 있다. 이는 플랜지들이 샤프트(302)의 타인들 사이에 위치할 만큼 충분히 얇지만 파단 없이 받게 되는 작동력을 견디기에 충분히 두껍다는 것을 보장한다. 최적화된 특정 예에서, 제1 및 제2 플랜지는 각각 0.3 mm의 폭을 가질 수 있다.

제1 조인트(310)는 제1 구동 요소 쌍(A1, A2(보이지 않음))에 의해 구동된다. 제1 구동 요소 쌍(A1, A2)은 지지체의 제1 단부(314) 주위로 라우팅되어 제1 조인트(310) 주위로 지지체의 회전을 가능하게 한다. 즉, 제1 구동 요소 쌍은 수술 기구의 제1 조인트(310)를 구동하도록 구성된다. 제1 조인트(310)는 제1 구동 요소 쌍에 더하여 추가의 구동 요소 쌍에 의해 구동될 수 있다. 도 4에는, 제1 구동 요소 쌍의 제1 구동 요소만이 도시되어 있다. 추가의 구동 요소 쌍은 또한 제1 구동 요소 쌍에 더하여, 지지체의 제1 단부(314) 주위에 라우팅될 수 있어서, 제1 조인트(310)에 대한 지지체의 회전을 가능하게 한다. 제1 구동 요소 쌍 중 제1 구동 요소(A1)은 샤프트의 원위 단부에 위치한 제1 구멍(328)으로부터 샤프트(302)의 원위 단부 밖으로 연장된다. 제1 구동 요소 쌍의 제2 구동 요소(A2)(보이지 않음)는 제2 구멍(330)으로부터 샤프트(302)의 원위 단부 밖으로 연장된다. 제2 구멍(330)은 도 6에서 볼 수 있으며, 이는 샤프트(302)의 원위 단부의 제2 측면을 별도로 도시한 것이다. 샤프트의 원위 단부의 제2 측면은 샤프트의 제1 측면과 대칭이다. 즉, 제1 평면(332)에 대한 샤프트의 원위 단부의 제2 측면은 이 평면에 대한 샤프트의 원위 단부의 제1 측면과 대칭이다. 제1 평면은 제1 타인(306) 및 제2 타인(308)과 교차하고 샤프트의 길이방향 축(318)에 평행하다.

수술 기구는 제2 및 제3 구동 요소 쌍에 의해 구동되는 제2 및 제3 조인트를 더 포함할 수 있다. 이들 조인트 및 이들의 구동 요소는 도 2에 도시된 바와 같이 조인트(218 및 220), 제2 구동 요소 쌍(B1, B2) 및 제3 구동 요소 쌍(C1, C2)에 대응한다. 제2 및 제3 구동 요소 쌍은 도 2에 도시된 것과 유사한 방식으로 다른 조인트를 구동할 수 있다. 풀리 배열은 적어도 제2 풀리 세트(334) 및 한 쌍의 방향전환 풀리(336)를 추가로 포함하며, 이는 도 2에 도시된 것에 대응한다. 제2 풀리 세트(334)는 제1 풀리 세트의 근위에 위치한다. 즉, 제2 풀리 세트(334)는 제1 풀리 세트보다 로봇 암에 더 가깝게 그리고 지지체(304)로부터 더 멀리 위치한다.

도 4에 도시된 수술 기구의 제1 풀리(324)는 제1 플랜지(320)의 외부 표면과 대면한다. 제1 플랜지(320)의 외부 표면은 샤프트(302)의 제1 타인(306)과 대면하는 제1 플랜지의 표면이다. 제1 플랜지의 외부 표면은 제1 플랜지의 내부 표면에 대해 플랜지의 대향 측면 상에 있다. 제1 플랜지(320)의 내부 표면은 제1 구동 요소 쌍(A1, A2)과 대면하는 제2 플랜지(322)의 표면이다. 수술 기구의 제2 풀리(326)는 제2 플랜지(322)의 외부 표면과 대면한다. 제2 플랜지(322)의 외부 표면은 샤프트(302)의 제2 타인(308)과 대면하는 제2 플랜지(322)의 표면이다. 제2 플랜지(322)의 외부 표면은 제2 플랜지의 내부 표면에 대한 플랜지의 대향 측면 상에 있다. 제2 플랜지(322)의 내부 표면은 제1 구동 요소 쌍(A1, A2)과 대면하는 제2 플랜지(322)의 표면이다.

수술 기구는 샤프트(302)의 원위 단부에 결합되는(즉, 이에 고정된) 돌출부(342)를 더 포함한다. 돌출부(342)는 샤프트(302)의 원위 단부로부터 지지체(304)의 제2 단부(316)에 결합되는 엔드 이펙터를 향해 연장된다. 돌출부(342)는 제1 플랜지(320)와 제2 플랜지(322) 사이에 위치한다. 지지체의 제1 단부(314)에서의 수술 기구의 확대도는 도 7에서 볼 수 있다. 이러한 확대도로부터, 돌출부(342)가 제1 플랜지(320)로부터 제1 거리, 또는 간격, d1만큼 분리되는 것을 알 수 있다. 돌출부는 제1 플랜지의 내부 표면과 대면하므로, 간격 d1은 제1 플랜지(320)의 내부 표면과 돌출부(342) 사이에 있다. 유사하게, 돌출부(342)는 제2 플랜지(322)로부터 제2 거리 또는 간격, d2만큼 분리된다. 돌출부는 제2 플랜지의 내부 표면과 대면하므로, 간격 d2은 제2 플랜지(322)의 내부 표면과 돌출부(342) 사이에 있다. d1은 0이 아닌 거리이다. d2는 0이 아닌 거리이다.

제1 플랜지(320)는 제1 풀리(324)로부터 제3 거리 또는 간격, d3만큼 분리된다. 제1 풀리(324)는 제1 플랜지의 외부 표면과 대면하므로, 간격 d3는 제1 플랜지(320)의 외부 표면과 제1 풀리(324) 사이에 있다. 유사하게, 제2 플랜지(322)는 제2 풀리(326)로부터 제4 거리 또는 간격, d4만큼 분리된다. 제2 풀리(326)는 제2 플랜지(322)의 외부 표면과 대면하므로, 간격 d4는 제2 플랜지(322)의 외부 표면과 제2 풀리(326) 사이에 있다. d3은 0이 아닌 거리이다. d4는 0이 아닌 거리이다.

제1 및 제2 간격(d1, d2)은 제3 및 제4 간격(d3, d4)보다 작다. 즉, 제1 플랜지(320)의 내부 표면과 돌출부(342) 사이의 간격은 제1 플랜지(320)의 외부 표면과 제1 풀리(324) 사이의 간격보다 작다. 제1 플랜지(320)의 내부 표면과 돌출부(342) 사이의 간격은 제2 플랜지(322)의 외부 표면과 제2 풀리(326) 사이의 간격보다 작다. 제2 플랜지(322)의 내부 표면과 돌출부(342) 사이의 간격은 제2 플랜지(322)의 외부 표면과 제2 풀리(326) 사이의 간격보다 작다. 제2 플랜지(322)의 내부 표면과 돌출부(342) 사이의 간격은 제1 플랜지(320)의 외부 표면과 제1 풀리(324) 사이의 간격보다 작다. 다르게 말하면, 제1 플랜지(320)의 외부 표면과 제1 풀리(324) 사이의 간격은 제2 플랜지(322)의 내부 표면과 돌출부(342) 사이의 간격보다 크다. 제2 플랜지(322)의 외부 표면과 제2 풀리(326) 사이의 간격은 제1 플랜지(320)의 내부 표면과 돌출부(342) 사이의 간격보다 크다.

돌출부(342)가 제1 플랜지(320)와 제2 플랜지(322) 사이에 위치하여, 지지체(304)가 제1 풀리(324)를 향해 이동(예를 들어, 회전)될 때, 돌출부(342)는 제2 플랜지(322)의 내부 표면과 접하도록 구성된다. 즉, 지지체(304)가 제1 방향(338)(도 7에 도시됨)으로 제1 풀리(324)를 향해 이동(예를 들어, 회전)될 때, 지지체는 제2 플랜지(322)의 내부 표면의 적어도 일부가 돌출부와, 예를 들어 돌출부의 원위 단부(344)를 간섭하도록(즉, 접하도록) 이동(예를 들어, 기울어짐)할 것이다. 돌출부의 원위 단부(344)는 샤프트(302)의 몸체로부터 가장 먼 돌출부의 단부이다. 제2 플랜지(322)와 돌출부(342) 사이의 간격 d2가 제1 플랜지(320)와 제1 풀리(324) 사이의 간격 d3보다 작기 때문에, 제1 플랜지(320)가 제1 풀리(324)와 상호 작용할 수 있기 전에 지지체(304)의 이동(예를 들어, 회전)은 제2 플랜지(322)와 돌출부(342) 사이의 상호 작용에 의해 제한될 것이다.

유사하게, 지지체가 제2 풀리(326)를 향해 이동(예를 들어, 회전)될 때, 돌출부(342)는 제1 플랜지(324)의 내부 표면과 접하도록 구성된다. 즉, 지지체(304)가 제2 방향(340)(도 7에 도시됨)으로 제2 풀리(326)를 향해 이동(예를 들어, 회전)될 때, 지지체는 제1 플랜지(320)의 내부 표면의 적어도 일부가 돌출부와, 예를 들어 돌출부(342)의 원위 단부를 간섭하도록(즉, 접하도록) 이동(예를 들어, 기울어짐)할 것이다. 제1 플랜지(324)와 돌출부(342) 사이의 간격 d1이 제2 플랜지(322)와 제2 풀리(326) 사이의 간격 d4보다 작기 때문에, 지지체(304)의 회전 또는 축 방향 이동은 제2 플랜지(322)가 제2 풀리(326)와 상호 작용할 수 있기 전에 제1 플랜지(320)와 돌출부(342) 사이의 상호 작용에 의해 제한될 것이다.

도 4 내지 도 7과 관련하여 설명된 수술 기구의 배열은 돌출부(342)가 외부 힘을 받을 때 지지체(304)의 이동(예를 들어, 기울어짐)을 제한하도록 작용하기 때문에 유리하다. 간격 d1이 간격 d4보다 작기 때문에, 돌출부(342)와 제1 플랜지(320) 사이의 간섭은 지지체가 제2 방향(340)으로 이동(예를 들어, 기울어짐)될 때 제2 플랜지(322)가 제2 풀리(326)와 접촉하는 것을 방지할 것이다. 이는 제1 및/또는 제2 풀리 세트의 제2 풀리 주위로 구동되는 구동 요소가 지지체(304)에 의해 방해받지 않을 것이고, 이들 구동 요소에 의해 구동되는 엔드 이펙터 요소의 효율이 유지될 수 있음을 의미한다. 유사하게, 간격 d2가 간격 d3보다 작기 때문에, 돌출부(342)와 제2 플랜지(322) 사이의 간섭은 지지체가 제1 방향(338)으로 이동(예를 들어, 기울어짐)될 때 제1 플랜지(320)가 제1 풀리(324)와 접촉하는 것을 방지할 것이다. 이는 제1 및/또는 제2 풀리 세트의 제1 풀리 주위에서 구동되는 구동 요소가 지지체(304)에 의해 방해받지 않을 것이고, 이들 구동 요소에 의해 구동되는 엔드 이펙터 요소의 효율이 유지될 수 있음을 의미한다. 즉, 돌출부(342)는 수술 기구에 대한 구조적 강성을 개선한다.

돌출부(342)는 제1 축을 중심으로 회전하는 제1 및 제2 풀리(324, 326)와 상호 작용하지 않도록 위치되고/되거나 형상화될 수 있다. 첫째, 돌출부(342)는 풀리를 간섭하지 않도록 제1 및 제2 풀리(324, 326)의 근위에 위치할 수 있다. 둘째, 돌출부(342)는 지지체의 플랜지들 사이에 위치하고, 지지체의 플랜지들 사이의 거리보다 작은 폭을 갖는다. 풀리(324, 326)를 간섭하지 않음으로써, 돌출부(342)는 제1 축(312)을 중심으로 회전하는 플랜지와 풀리 사이의 샤프트의 직경을 따라 임의의 추가 공간을 차지하지 않는다. 이는, 지지체와 제1 및 제2 풀리 사이에 돌출부를 위한 추가 공간을 수용하기 위해 기구의 전체 직경을 증가시키지 않고 돌출부의 기능이 충족될 수 있음을 의미한다.

도 4 및 도 7에 도시된 수술 기구는 제1 풀리 및 제2 풀리를 포함하는 제1 풀리 세트를 포함한다. 대안적인 예에서, 제1 풀리 세트는 단일 풀리만을 포함할 수 있다. 이 예에서, 단일 풀리는 제1 플랜지의 외부 표면과 대면할 수 있고, 돌출부는 지지체가 그 풀리를 향해 회전될 때 제2 플랜지의 내부 표면과 접하도록 구성될 수 있다.

기구가 평형 위치(즉, 중립 위치)에 있을 때, 예를 들어 기구에 외력이 없을 때, 제1 플랜지(320)의 외부 표면과 제1 풀리(324) 사이의 간격은 제2 플랜지(322)의 외부 표면과 제2 풀리(326) 사이의 간격과 동일할 수 있다. 즉, 간격 d3는 간격 d4와 동일할 수 있다. 수술 기구가 제2 방향(340)으로 받게 되는 힘과 동일한 크기로 제1 방향(338)으로 외력을 받을 수 있기 때문에, 지지체의 기울어지는 움직임이 양 방향으로 동일하게 제한되는 것이 유리하다. 간격 d3 및 d4는 0이 아닌 값이어야 한다. 간격 d1 및 d2는 또한 0이 아닌 값일 수 있다. 모든 간격 값(d1 내지d4)이 0이 아닌 것을 보장함으로써, 지지체(304) 및 풀리(324, 326)가 제1 조인트(310)를 중심으로 회전할 수 있기에 충분한 간격을 갖는 것이 보장된다.

돌출부(342)의 원위 단부의 기하학적 구조는 지지체(304)의 제1 단부(314)의 기하학적 구조에 상보적일 수 있다. 즉, 돌출부의 원위 단부의 기하학적 구조는 지지체(304)의 제2 단부의 프로파일을 따르는 프로파일을 가질 수 있다. 이는 샤프트(302)에 대한 지지체(304)의 제1 조인트(310)를 중심으로한 회전이 매끄럽고 제약을 받지 않는 것을 보장할 것이다. 즉, 돌출부의 기하학적 구조가 지지체의 기하학적 구조에 상보적인 것을 보장함으로써, 지지체와 돌출부 사이의 원치 않는 간섭이 감소될 수 있다. 예로서, 지지체의 제1 단부(314)는 볼록한 프로파일을 갖는 표면으로 종결될 수 있다. 돌출부(342)의 원위 단부는 오목하고 지지체의 제1 단부의 프로파일을 따르는 표면으로 종결될 수 있다. 지지체의 제1 단부가 종결되는 표면은 프로파일에서 반타원형(예, 반원형)일 수 있다. 돌출부의 원위 표면은 또한 도 6에 도시된 바와 같이 반타원형(예를 들어, 반원형) 프로파일(344)을 가질 수 있다. 지지체의 종결 표면과 돌출부의 원위 단부 모두에 대한 반타원형 프로파일 특히 반원형 프로파일은 유리한데 이는 제1 축(312)을 중심으로한 지지체(304)의 회전이 돌출부(342)에 의해 안내될 수 있게 하기 때문이다. 반타원 프로파일은 또한 돌출부의 높이가 최대화될 수 있게 한다. 돌출부의 높이는 샤프트의 길이방향 축(318)에 평행한 방향으로 연장되는 돌출부의 치수이다. 돌출부의 높이를 최대화하는 것은 돌출부가 지지체에 최대 수준의 지지를 제공할 수 있게 하면서, 제1 조인트에 대한 지지체의 의도된 회전이 제한되지 않도록 보장한다.

돌출부의 외부 표면 및 지지체의 근위 단부의 내부 표면은, 이들이 접촉하여 서로에 대해 슬라이딩되거나 회전할 때 이들 두 구성 요소 사이에 마찰이 최소화되도록 설계될 수 있다. 이는 낮은 마찰의 코팅 또는 표면 마감을 가짐으로써 이들 2개의 구성 요소 사이의 접촉 면적을 최소화함으로써 달성될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 돌출부의 표면은 편평한 대신에 만곡될 수 있다. 이러한 변형은 또한 지지체와 돌출부 사이의 접촉 면적을 최소화할 것이다.

적절한 치수의 일부 실시예를 제공하기 위해, 제1 플랜지(320)의 내부 표면과 제2 플랜지(322)의 내부 표면 사이의 간격은 돌출부(342)의 폭보다 0.1 mm 클 수 있다. 즉, 간격 d1 및 간격 d2의 합은 0.1 mm일 수 있다. 이 값은 지지체(304) 및 구동 요소(A1, A2)가 제1 조인트(310)를 중심으로 회전하는 데 충분한 간격을 제공하면서, 돌출부와 제1 또는 제2 플랜지 사이의 간섭이 지지체와 제2 또는 제1 풀리 각각과의 간섭을 방지하도록 보장한다. 기구가 평형 위치에 있을 때, 간격 d1은 간격 d2와 동일할 수 있다. d1 및 d2의 합이 0.1 mm인 경우, 간격 d1은 0.05 mm일 수 있다. 즉, 제1 플랜지(320)의 내부 표면과 돌출부(342) 사이의 간격은 0.05 mm일 수 있다. 간격 d2는 또한 0.05 mm일 수 있다. 즉, 제2 플랜지(322)의 내부 표면과 돌출부(342) 사이의 간격은 0.05 mm일 수 있다. d3 및 d4에 대하여 전술한 바와 같이, 간격 d1 및 간격 d2의 값이 동일한 것을 보장함으로써, 지지체의 기울어지는 움직임이 제1 방향(338) 및 대향하는 제2 방향(340) 모두에서 동일하게 제한되는 것이 유리하다.

전술한 바와 같이, 제1 및 제2 구동 요소(A1, A2)는 각각 제1 및 제2 구멍(328, 330)으로부터 샤프트(302)의 원위 단부 밖으로 연장된다. 돌출부(342)의 길이 d5는 제1 구멍(328)과 제2 구멍(330) 사이의 간격 길이를 따라 샤프트의 원위 단부를 가로질러 연장되도록 하는 것일 수 있다. 이러한 방식으로 돌출부(342)의 길이 d5를 제한하는 것은, 제1 및 제2 플랜지를 간섭할 수 있는 표면적을 최대화하는 한편, 돌출부(342)가 제1 조인트에 대한 구동 요소(A1, A2)의 이동을 방해하지 않도록 보장하는 것을 의미한다. 돌출부의 길이는 2.6 mm 내지 3 mm일 수 있다. 보다 구체적인 예에서, 돌출부의 길이는 2.8 mm일 수 있다. 샤프트를 포함하는 수술 기구는 전체적으로 6 mm 직경 또는 6 mm 미만의 직경을 가질 수 있다. 이러한 바람직한 값의 범위 내에서 돌출부의 길이 d5를 제한함으로써, 돌출부(342)에 의해 지지체(304)에 제공되는 지침을 최대화할 수 있는 한편, 돌출부, 및 필요한 경우 구동 요소(A1, A2)에 대한 구멍(328, 330)이 샤프트의 원위 단부 내에 위치될 수 있도록 보장한다.

돌출부의 길이는 샤프트의 원위 단부의 중간을 가로질러 이어지는 제2 평면(346)과 정렬될 수 있다. 제2 평면(346)은 제1 평면(332)에 수직이고 샤프트의 길이방향 축(318)에 평행하다. 즉, 돌출부는 샤프트의 원위 단부에 대해 중앙에 정렬된다. 이러한 중앙 정렬은 샤프트(302)에 대한 지지체(304)의 중앙 위치 설정을 보조한다.

도 1에 도시된 바와 같은 수술 로봇과 함께 사용하기 위한 수술 기구(400)의 대안적인 예가 도 8에 도시되어 있다. 수술 기구(400)는 도 4에 도시된 수술 기구(300)와 실질적으로 동일하다. 기구(400)의 지지체(304)는 도 4의 수술 기구(300)의 지지체와 동일하다. 수술 기구(400)의 풀리 배열은 또한 도 4에 도시된 기구(300)의 대응하는 배열과 동일하다. 도 4의 수술 기구와 마찬가지로, 도 8의 수술 기구는 샤프트(302)의 원위 단부에 결합된 제1 돌출부(402)를 포함한다. 제1 돌출부(402)는 지지체(304)에 부착되는 엔드 이펙터를 향해 연장된다.

도 8의 수술 기구(400)와 도 4의 대응하는 기구(300) 사이의 구분은, 제1 돌출부(402)가 지지체의 제1 플랜지(320)의 외부 표면과 제1 풀리 세트의 제1 풀리(324) 사이에 위치한다는 것이다. 대조적으로, 도 4의 돌출부(342)는 지지체(304)의 제1 및 제2 플랜지(320, 322) 사이에 위치한다. 수술 기구(400)의 제1 돌출부(402)는 지지체가 제1 풀리(324)를 향해 이동될 때 지지체(304)의 제1 플랜지(320)와 접하도록 구성된다.

도 8에 도시된 수술 기구는 또한 제2 돌출부(미도시)를 포함할 수 있다. 제2 돌출부는 또한 샤프트(302)의 원위 단부에 결합될 수 있고, 지지체(304)에 부착된 엔드 이펙터를 향해 연장될 수 있다. 제2 돌출부는 지지체의 제2 플랜지(322)와 제1 풀리 세트의 제2 풀리(326) 사이에 위치할 수 있다. 따라서, 제2 돌출부는 지지체(304)가 제2 풀리(326)를 향해 이동될 때 제2 플랜지(322)의 외부 표면과 접하도록 구성될 수 있다. 제1 및 제2 돌출부는 도 6에 도시된 평면(346)에 대응하는 평면에 대하여 샤프트(302)의 원위 단부를 따라 대칭적으로 배열될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 돌출부가 대칭일 수 있는 평면은 샤프트의 길이방향 축(318)에 평행하고 엔드 이펙터가 회전할 수 있는 제1 축(312)에 수직이다.

제1 플랜지(320)의 외부 표면과 수술 기구(400)의 제1 풀리(324) 사이의 간격은 제1 플랜지의 외부 표면과 돌출부(402) 사이의 간격보다 크다. 이는 제1 돌출부(402)가 제1 플랜지(320)와 제1 풀리(324) 사이에 위치하기 때문에 자명하다. 이는 제2 플랜지와 제2 풀리 사이에 위치된 제2 돌출부의 경우에도 마찬가지이다. 즉, 제2 플랜지(322)의 외부 표면과 제2 풀리(326) 사이의 간격은 제2 플랜지(322)의 외부 표면과 제2 돌출부 사이의 간격보다 크다.

도 4의 돌출부(342)와 마찬가지로, 수술 기구(400)의 제1 및 제2 돌출부의 길이는 2.6 mm 내지 3 mm일 수 있다. 보다 구체적인 예에서, 돌출부의 길이는 2.8 mm일 수 있다.

도 8에 도시된 예시적인 배열의 하나 이상의 돌출부는 도 4에 도시된 것과 동일한 기능을 수행한다. 즉, 돌출부(402)는 외부 힘을 받을 때 지지체(304)의 움직임(예를 들어, 기울어짐)을 제한하도록 작용한다. 예를 들어, 제1 돌출부(402)와 제1 플랜지(320) 사이의 간격이 제1 플랜지(320)와 제1 풀리(324) 사이의 간격보다 작기 때문에, 제1 돌출부와 제1 플랜지 사이의 간섭은 지지체(304)가 제1 풀리를 향해 이동(예를 들어, 기울어짐)될 때 제1 플랜지가 제1 풀리와 접촉하는 것을 방지한다. 이는 제1 및/또는 제2 풀리 세트의 제1 풀리 주위에서 구동되는 구동 요소가 지지체(304)에 의해 방해받지 않을 것이고, 이들 구동 요소에 의해 구동되는 엔드 이펙터 요소의 효율이 유지될 수 있음을 의미한다.

유사하게, 제2 돌출부와 제2 플랜지(322) 사이의 간격이 제2 플랜지(322)와 제2 풀리(326) 사이의 간격보다 작기 때문에, 제2 돌출부와 제2 플랜지 사이의 간섭은 지지체(304)가 제2 풀리를 향해 이동(예를 들어, 기울어짐)될 때 제2 플랜지가 제2 풀리와 접촉하는 것을 방지한다. 이는 제1 및/또는 제2 풀리 세트의 제2 풀리 주위로 구동되는 구동 요소가 지지체(304)에 의해 방해받지 않을 것이고, 이들 구동 요소에 의해 구동되는 엔드 이펙터 요소의 효율이 유지될 수 있음을 의미한다.

제1 및 제2 돌출부의 높이는 이들이 기구의 제1 축(312)을 지나 원위로 연장되지 않도록 설정될 수 있다. 바람직하게는, 제1 및 제2 돌출부는 제1 축을 중심으로 회전하는 제1 및 제2 풀리(324, 326)와 상호 작용하지 않도록 위치되고/되거나 형상화된다. 돌출부는 제1 및 제2 풀리(324, 326)의 근위에 위치하여 풀리를 간섭하지 않을 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 돌출부는 풀리를 방해하지 않도록 제1 및 제2 풀리(324, 326)의 전방(즉, 도 8에 도시된 바와 같은 제1 축(312)의 우측)에 위치된다. 돌출부는 대안적으로 풀리를 방해하지 않도록 제1 및 제2 풀리(324, 326)의 후방(즉, 도 8에 도시된 바와 같이 제1 축(312)의 좌측)에 위치할 수 있다. 돌출부는 제1 및 제2 풀리(324, 326)의 전방 및 후방으로 연장되도록, 하지만 풀리를 간섭하지 않도록 그들의 높이는 풀리 주위에서 감소되도록 형상화될 수 있다. 풀리(324, 326)를 간섭하지 않음으로써, 제1 및 제2 돌출부는 제1 축(312)을 중심으로 회전하는 플랜지와 풀리 사이의 지지체의 직경을 따라 추가 공간을 전혀 차지하지 않는다. 이는 지지체와 제1 및 제2 풀리 사이의 제1 및 제2 돌출부를 위한 추가 공간을 수용하기 위해 기구의 전체 직경을 증가시키지 않고 돌출부의 기능이 충족될 수 있음을 의미한다.

도 4 또는 도 8에 도시된 로봇 수술 기구의 변형된 실시예에서, 이는 도 9에 도시되어 있는 예인데, 제1 및 제2 플랜지의 외부 표면은 이들 표면의 원위 단부에서의 영역이 움푹 들어가도록 변형될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 플랜지는 외부 표면의 원위 단부로부터 일부 재료를 제거하도록 변형될 수 있다. 이러한 재료의 제거는 도 9에 나타나 있는데, 여기서 제2 플랜지(322)의 외부 표면은 그의 원위 단부(502)에서 압입되어 있다. 제1 플랜지(320)는 유사하게 변형될 수 있다.

제1 및 제2 플랜지의 외부 표면으로부터 재료를 제거하여 플랜지와 수술 기구의 다른 구성 요소 사이의 간섭을 감소시킨다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 수술 기구는 제1 풀리 세트의 근위에 위치하는 제2 풀리 세트(334)를 포함한다. 제1 풀리 세트에 더하여, 지지체(304)의 기울어짐이 지지체와 제2 풀리 세트(334) 사이의 간섭을 초래하지 않는 것이 중요할 수 있다. 이러한 간섭은 엔드 이펙터의 효율 손실을 초래할 수 있으며, 이는 지지체와 제1 풀리 세트의 풀리 사이의 간섭으로 인한 것과 유사하다. 제1 풀리에 인접한 플랜지의 외부 표면의 일부로부터 재료를 제거하는 것은 이러한 간섭의 가능성을 감소시킨다.

도 10은 도 9의 수술 기구 내의 변형된 지지체의 제2 플랜지의 도면을 도시한다. 이 도면으로부터, 압입된 제2 플랜지(322)의 외부 표면의 면적은 비대칭일 수 있음을 알 수 있다. 즉, 제2 플랜지의 원위 단부의 제2 측면(506)보다 더 큰 부피의 재료가 제2 플랜지(322)의 원위 단부의 제1 측면(504)으로부터 제거될 수 있다. 유사하게, 압입된 제2 플랜지의 외부 표면의 면적은 비대칭이다. 즉, 제1 플랜지의 원위 단부의 제2 측면보다 더 큰 부피의 재료가 제1 플랜지의 원위 단부의 제1 측면으로부터 제거된다. 이는, 제2 풀리 세트의 풀리가 제1 풀리 세트의 풀리 바로 아래에 위치되지 않아서, 그들의 축이 제1 평면(332)에 포함되기 때문이다. 대신에, 풀리는 제2 평면(346)에서 보았을 때 제2 풀리 세트의 풀리로부터 오프셋된다. 제2 풀리 세트의 풀리는 제2 플랜지(322)의 원위 단부의 제1 측면(504), 및 대응하는 제1 플랜지의 원위 단부의 제1 측면을 향해 위치될 수 있다. 따라서, 제1 풀리 세트에 대한 제2 풀리 세트의 배열을 보완하기 위해 플랜지의 제2 측면보다 플랜지의 제1 측면으로부터 더 많은 재료가 제거된다.

대안적인 예에서, 제2 풀리 세트는 제1 풀리 세트의 풀리 바로 아래에 위치될 수 있어서, 그들의 축이 제1 평면(332)에 포함된다. 이 실시예에서, 제2 플랜지(322)의 원위 단부의 제1 측면(504)으로부터 제거된 물질의 부피는 제2 플랜지의 원위 단부의 제2 측면(506)으로부터 제거된 물질의 부피와 동일할 수 있다. 제1 플랜지에 대해서도 동일할 수 있다.

도 8 및 도 9에 도시된 것과 상이한 추가 실시예에서, 지지체(304)와 제2 풀리 세트 사이의 간섭은 풀리와 지지체 사이의 간격을 증가시킴으로써 감소될 수 있다. 이는, 조인트를 중심으로 회전하는 구성 요소가 위치되는 제1 조인트(310)를 따라 더 많은 공간이 생기도록 샤프트의 직경을 넓혀서 이루어질 수 있다. 즉, 샤프트의 직경을 수정하는 것은 지지체와 풀리 사이에서 지지체(304)의 양 측면 상에 더 큰 공간을 제공할 것이다. 예를 들어, 제1 플랜지(320)의 외부 표면과 제1 풀리(324)(및 제2 풀리 세트의 대응하는 풀리) 사이의 간격 d3는 0.1 mm 초과로 증가될 수 있다. 제2 플랜지(322)의 외부 표면과 제2 풀리(326)(및 제2 풀리 세트의 대응하는 풀리) 사이의 간격 d4는 0.1 mm를 초과하도록 증가될 수 있다. 이러한 변형의 장점은 지지체의 약화를 초래할 수 있는 지지체로부터 재료를 제거하는 것이 필요가 없다는 것이다.

도 4 및 도 8의 돌출부(342, 402)는 몇몇 상이한 방식으로 샤프트의 원위 단부에 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 돌출부는 샤프트의 일체형 부분을 형성할 수 있다. 즉, 돌출부는 샤프트의 일부로서 제조될 수 있고, 이 구성 요소의 특징부는 제1 및 제2 타인(306, 308)과 유사한 방식으로 샤프트의 생산 중에 기계 가공될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 돌출부 및 샤프트(302)는 별도의 구성 요소일 수 있다. 이 예에서, 돌출부는 임의의 일반적으로 공지된 결합 방법을 사용하여 수술 기구의 제조 동안 샤프트에 연결될 수 있다. 이러한 결합 방법은 용접, 볼트 또는 나사와 같은 기계적 체결기구를 사용하는 체결, 및 접착 용매를 사용하는 접착을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 돌출부는 샤프트와 동일한 재료로 구성될 수 있다. 돌출부는 대안적으로 샤프트의 재료와 상이한 재료로 구성될 수 있다.

도 11은 도 6에 도시된 구성에 대한 샤프트(602)의 원위 단부의 대안적인 구성을 도시한다. 이러한 샤프트(602)는 도 4에 도시된 수술 기구 내의 샤프트(302)를 대체할 수 있다. 도 6에 도시된 샤프트(302)에서와 같이, 샤프트(602)의 원위 단부는 제1 타인(604) 및 제2 타인(606)을 포함한다. 제1 및 제2 타인은 샤프트(602)의 몸체로부터 멀리 연장된다. 즉, 제1 및 제2 타인은 샤프트(602)의 원위로 연장된다. 제1 및 제2 타인은 샤프트의 길이방향 축(618)에 평행한 방향으로 연장될 수 있다. 샤프트의 제1 타인(604)은 제2 타인(606)과 대향한다. 즉, 제1 타인(604)은 제2 타인(606)에 대해 샤프트의 반대측에 위치한다. 제1 타인(306) 및 제2 타인(308)은 이격되어, 지지체, 풀리 배열 및 구동 요소가 타인 사이에 위치할 수 있게 한다.

타인(604, 606)의 각각은 타인 몸체의 원위로 연장되는 부속물을 포함한다. 제1 타인(604)은 제1 타인의 본체로부터 먼 쪽으로 그리고 엔드 이펙터를 향해 연장되는 제1 부속물(608)을 포함한다. 제2 타인(606)은 제2 타인의 본체로부터 먼 쪽으로 그리고 엔드 이펙터를 향해 연장되는 제2 부속물(610)을 포함한다. 제1 및 제2 부속물(608, 610)은 각각의 타인의 본체로부터 압출된 재료로 형성된다. 제1 및 제2 부속물(608, 610)은 각각의 타인의 본체보다 크기가 작다. 제1 및 제2 부속물(608, 610)은 도 6에 도시된 평면(346)에 대응하는 평면(620)에 대하여 대칭일 수도 있다. 평면(620)은 샤프트의 원위 단부의 중간을 가로질러 이어진다. 평면(620)은 샤프트의 길이방향 축(618)에 평행하다. 대안적인 예에서, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 부속물(608)는 평면(620)에 대하여 제2 부속물(610)의 반대 방향으로 연장될 수 있다. 부속물은 임의의 적합한 형상일 수 있다. 도 11에서, 제1 및 제2 타인(604, 606) 각각은 하나의 부속물(608, 610)을 포함한다. 대안적인 실시예에서, 제1 및 제2 타인 각각은 2개 이상의 부속물을 포함할 수 있다.

부속물(608 및 610)은, 도 4 및 도 8에 도시된 수술 기구의 돌출부와 마찬가지로, 외부 힘을 받을 때 지지체의 기울어짐을 제한하도록 작용한다. 예를 들어, 지지체가 제1 방향(622)으로 힘을 받는 경우, 지지체는 제1 타인(604)을 향해서 그리고 따라서 제1 첨부물(608)을 향해서 회전될 것이다. 회전 원리로 인해, 지지체는 제1 타인(604)의 몸체와 접촉하게 되는 것보다 더 일찍 제1 부속물(608)과 접촉하게 된다. 따라서, 지지체의 기울어짐은 제1 부속물이 존재하지 않는 경우보다 제1 타인 상의 제1 부속물의 존재에 의해 더 제한된다. 유사하게, 지지체가 제2 방향(624)으로 힘을 받게 되면, 지지체는 제2 타인(606)을 향해서 그리고 따라서 제1 부속물(610)을 향해서 회전될 것이다. 지지체는 제2 타인(606)의 몸체와 접촉하게 되는 것보다 더 빨리 제2 부속물(610)과 접촉하게 된다. 따라서, 지지체의 기울어짐은 제2 부속물이가 존재하지 않는 경우보다 제2 타인 상의 제2 부속물의 존재에 의해 더 제한된다.

샤프트(602)는 도 6에 도시된 돌출부(342)에 대응하는 돌출부(612)를 포함한다. 샤프트는 또한 도 6에 도시된 구멍들(330)에 대응하는 제1 및 제2 구멍(614)을 포함한다. 따라서, 샤프트 타인(306, 308)의 부속물(602, 604)은 도 4의 돌출부와 조합될 수 있다. 대안적으로, 부속물은 도 8에 도시된 하나 이상의 돌출부(402)와 조합될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 부속물은 도 9 및 도 10에 도시된 변형과 조합될 수 있다.

도 1의 수술 로봇과 함께 사용될 수술 기구(700)의 제3 예시적인 구성이 도 12에 도시되어 있다. 이러한 수술 기구(700)는 도 4에 도시된 수술 기구(300)와 실질적으로 동일하다. 수술 기구(700)는 수술 기구(300)의 지지체에 대응하는 지지체(304)를 포함한다. 수술 기구(700)는 또한 수술 기구(300)의 것에 대응하는 풀리 배열, 엔드 이펙터 및 샤프트를 포함한다. 수술 기구(700)의 지지체(304)는 제1 단부(314)에서 샤프트(302)의 원위 단부에 연결되고, 제2 단부(316)에서 엔드 이펙터에 연결된다.

도 4의 수술 기구(300)와 마찬가지로, 도 12의 수술 기구(700)는 샤프트(302)의 길이방향 축(318)을 가로지르는 제1 축(312)을 따라 연장되는 제1 조인트(702)를 포함한다. 전술한 바와 같이, 제1 조인트(702)는 지지체(304)를 샤프트(302)에 연결하는 핀을 포함한다. 제1 조인트(702)의 핀은 원통형 형상이다. 제1 조인트의 핀은 제1 축(312)을 따라 연장되는 길이 및 그의 길이에 수직인 원형 단면적을 갖는다. 제1 축(312) 및 샤프트의 길이방향 축(318)은 도 4에 도시된 수술 기구(300)의 대응하는 축과 동일하다.

지지체(304)는 제1 조인트(702)의 핀에 의해 샤프트의 원위 단부에 연결되어, 지지체가 제1 축(312)을 중심으로 회전하도록 구성된다. 제1 조인트(702)의 핀을 지지체(304)에 연결하기 위해서, 지지체는 지지체의 제1 단부(314)를 관통해 연장되는 채널(704)을 포함한다. 즉, 지지체의 채널(704)은 제1 조인트(702)의 핀을 수용하도록 구성된다. 따라서, 수술 기구가 조립될 때, 제1 조인트(702)의 핀은 지지체의 제1 단부(314)를 통과한다. 채널(704)은 원통형 형상이다. 채널은 제1 축(312)을 따라 연장되는 길이 및 그 길이에 수직인 원형 단면적을 포함한다.

샤프트(302)는 제1 타인(306) 및 제2 타인(308)을 포함한다. 제1 및 제2 타인(306, 308)은 도 4에 도시된 수술 기구(300)의 대응하는 타인들과 동일하다. 제1 및 제2 타인(306, 308)의 대향 성질은 풀리와 구동 요소의 배열뿐만 아니라 지지체의 제1 단부(314)가 타인들 사이에 위치할 수 있게 한다. 제1 타인(306)은 제1 조인트(702)의 핀의 제1 단부를 수용하도록 구성되는 채널(706)을 포함한다. 제2 타인(308)은 제1 조인트(702)의 핀의 제2 단부를 수용하도록 구성되는 채널(708)을 포함한다. 제1 풀리 세트의 풀리들은 또한 제1 조인트(702)의 핀이 통과하도록 구성되는 대응하는 채널을 포함한다. 수술 기구(700)가 조립될 때, 제1 조인트의 핀은 샤프트의 제1 타인, 샤프트의 제2 타인, 제1 풀리 세트의 풀리 및 지지체의 제1 단부의 채널을 통과한다.

제1 조인트(702) 및 지지체(304)의 핀은, 제1 조인트의 핀이 지지체에 연결되기 전에 핀의 직경이 지지체의 채널(704)의 직경보다 크도록 제조된다. 핀(702)의 직경은 핀의 원형 단면적을 이등분한다. 채널(704)의 직경은 채널의 원형 단면적을 이등분한다. 핀의 직경과 채널의 직경 사이의 차이는 1 mm 이하일 수 있다. 채널(704)의 직경에 대해 핀의 직경이 크다는 것은 핀이 지지체(304)에 연결될 때 핀과 지지체 사이에 억지끼워맞춤이 있음을 의미한다. 억지끼워맞춤은 다르게는 가압끼워맞춤(press fit)으로 지칭될 수 있다. 억지끼워맞춤은 이러한 끼워맞춤을 사용하여 함께 고정되는 구성 요소 사이의 이동을 제한하는 밀착 끼워맞춤이다. 구성 요소는 그들의 계면 사이의 강한 마찰 결합에 의해 함께 유지된다. 핀은 유압 램(hydraulic ram)과 같은 고압 조립 장치, 또는 임의의 다른 적절한 수단을 사용하여 지지체(304) 상에 조립될 수 있다.

제1 조인트(702)의 핀과 지지체의 채널(704) 사이에 억지끼워맞춤을 제공함으로써, 핀에 대한 지지체의 이동이 최소화될 수 있다. 이들 구성 요소의 계면들 사이의 강한 마찰 결합은 핀이 샤프트(302)의 원위 단부에 대해 회전함에 따라 지지체(304)가 핀에 대해 제 위치에 유지될 것임을 의미한다. 따라서, 억지끼워맞춤은 제1 축(312)을 중심으로한 지지체의 회전 중에, 지지체와 수술 기구의 풀리 배열 사이의 상호 작용을 초래할 수 있는, 지지체의 이동 또는 기울어짐을 최소화하도록 추가로 작용한다.

도 12에 도시된 억지끼워맞춤은 본 출원의 도 4 내지 도 11에 도시된 예시적인 기구 배열의 하나 이상의 특징부와 조합될 수 있다. 즉, 도 1의 수술 로봇과 함께 사용될 수술 기구는 지지체(304)의 플랜지와 접하도록 구성된 돌출부(도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같은) 및 지지체의 채널과 제1 조인트(702)의 핀 사이의 억지끼워맞춤(도 12에 도시된 바와 같은)을 포함할 수 있다. 수술 기구는 추가적으로 또는 대안적으로 부속물을 포함할 수 있다(도 11에 도시된 바와 같음). 수술 기구는 추가적으로 또는 대안적으로 변형된 플랜지를 지지체 상에 포함할 수 있다(도 9 및 도 10에 도시된 바와 같음). 도 4 내지 도 12의 모든 변형은 함께 작용하여 수술 기구의 지지체의 움직임(예, 기울어짐)을 감소시킬 수 있다.

도 12에 도시된 수술 기구의 대안적인 예가 도 13에 도시되어 있다. 수술 기구(800)는 도 12에 도시된 수술 기구(700)와 실질적으로 동일하다. 도 13의 수술 기구(800)는 지지체의 제1 단부(314)에 견고하게 연결된 중공관(802)을 포함한다는 점에서 도 12의 것과 상이하다. 중공관(802)은, 수술 기구가 조립될 때, 샤프트(302)의 원위 단부의 제1 및 제2 타인(306, 308) 사이에서 연장되도록 구성된다. 제1 조인트(310)의 핀은, 수술 기구가 조립될 때, 중공관(802)을 통과하도록 구성되어서, 제1 축(312) 중심의 핀의 회전이 제1 축 중심의 지지체(304)의 회전으로 이어진다. 즉, 중공관(802)은 지지체(304)와 제1 조인트(310)의 핀 사이의 연결을 보장하는 채널을 제공한다. 중공관(802)은 지지체(304)의 제1 단부에 있는 채널(804)을 통과할 수 있다. 중공관(802)은 또한 제1 풀리 세트의 풀리 각각에서 대응하는 채널을 통과할 수 있다. 채널(804)은 도 12에 대해 설명된 채널(704)에 대응할 수 있다. 중공관(802)은 원통형 형상이다. 중공관(802)은 제1 축(312)을 따라 연장되는 길이 및 그 길이에 수직인 원형 단면적을 갖는다.

도 13에 도시된 수술 기구의 구성은 지지체(304)와 제1 조인트의 핀 사이의 이동을 최소화할 수도 있기 때문에 유리하다. 전술한 바와 같이, 중공관(802)은 샤프트(302)의 원위 단부의 제1 및 제2 타인(306, 308) 사이에서 연장되고, 지지체(304)에 견고하게 연결된다. 엔드 이펙터 요소가 도 13의 참조 번호 806으로 표시된 제1 방향으로 힘을 받는 경우, 중공관(802)의 제1 단부는 제1 위치(808)에서 샤프트의 제1 타인(306)과 접촉하게 될 것이다. 이러한 간섭은 제1 방향(806)으로 제1 축(312)을 따라 중공관(802)의 선형 이동을 제한할 것이다. 이는 또한 제1 방향(806)으로 그 관에 견고하게 연결되는 지지체의 움직임을 제한할 것이다. 간섭은 또한 제1 타인(306)을 향하는 지지체(304)의 회전을 제한할 것이고, 이에 따라 지지체(304)가 제1 및 제2 풀리 세트의 제1 풀리를 간섭하는 것을 제한할 것이다.

유사하게, 엔드 이펙터 요소가 도 13의 참조 번호 810으로 표시된 제2 방향으로 힘을 받는 경우, 중공관(802)의 제2 단부는 제2 위치(812)에서 샤프트의 제2 타인(308)과 접촉하게 될 것이다. 이러한 간섭은 제2 방향(810)으로 제1 축(312)을 따르는 중공관(802)의 움직임을 제한할 것이다. 이는 또한 제2 방향(810)으로 그 관에 견고하게 연결되는 지지체(304)의 움직임을 제한할 것이다. 간섭은 또한 제2 타인(308)을 향하는 지지체(304)의 회전을 제한할 것이고, 이에 따라 지지체가 제1 및 제2 풀리 세트의 제2 풀리를 간섭하는 것을 제한할 것이다.

중공관(802)은 지지체(304)의 일체형 부분을 형성할 수 있다. 즉, 중공관(802)은 지지체(304)의 일부로서 제조될 수 있다. 예를 들어, 중공관은 제1 축(312)을 따라 채널(804)의 양 측면 상에서 연장되는 지지체의 원주형 플랜지로 형성될 수 있다. 제1 원주형 플랜지는 제1 타인과 채널 사이 간극의 폭과 일치하도록 채널(804)과 샤프트의 제1 타인(306) 사이에서 연장될 수 있다. 제2 원주형 플랜지는 제2 타인과 채널 사이 간극의 폭과 일치하도록 샤프트의 채널(804)과 제2 타인(308) 사이에서 연장될 수 있다. 대안적으로, 중공관(802) 및 지지체(304)는 별도의 구성 요소일 수 있다. 중공관(802)은 임의의 일반적으로 공지된 결합 방법을 사용하여 수술 기구의 제조 동안 지지체(304)에 연결될 수 있다. 이러한 결합 방법은 용접, 볼트 또는 나사와 같은 기계적 체결기구를 사용하는 체결, 및 접착 용매를 사용하는 접착을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 중공관(802)은 지지체(304)와 동일한 재료로 구성될 수 있다. 중공관(802)은 대안적으로 지지체(304)의 재료와 상이한 재료로 구성될 수 있다. 중공관(802)은 억지끼워맞춤을 사용하여 제1 조인트(310)의 핀에 연결될 수 있다.

도 12의 예와 같이, 도 13의 예가 본 출원의 도 4 내지 도 11에 도시된 예시적인 기구 배열 중 하나 이상과 조합될 수 있다. 즉, 도 1의 수술 로봇과 함께 사용될 수술 기구는 지지체(304)의 플랜지와 접하도록 구성된 돌출부(도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같음) 및 도 13에 도시된 바와 같은 중공관 둘 모두를 포함할 수 있다. 수술 기구는 추가적으로 또는 대안적으로 부속물을 포함할 수 있다(도 11에 도시된 바와 같음). 수술 기구는 추가적으로 또는 대안적으로 변형된 플랜지를 지지체 상에 포함할 수 있다(도 9 및 도 10에 도시된 바와 같음). 수술 기구는 추가적으로 또는 대안적으로 제1 조인트(310)의 핀과 중공관(802) 사이에 억지끼워맞춤을 포함할 수 있다. 도 4 내지 도 12의 모든 변형은 함께 작용하여 수술 기구의 지지체의 움직임(예, 기울어짐)을 감소시킬 수 있다.

수술용 로봇 기구를 위한 제5 구성이 도 14에 도시되어 있다. 도 14는 수술 기구의 제1 조인트(910)를 따르는 수술 기구(900)의 상세한 부분을 도시한다. 수술 기구(900)는 도 4 내지 도 13을 참조하여 전술한 엔드 이펙터에 대응하는 엔드 이펙터(미도시)를 갖는다. 수술 기구는 도 4 내지 도 13을 참조하여 설명된 지지체(304)에 대응하는 지지체(904)를 추가로 포함한다. 지지체는 제1 단부에서 기구의 샤프트(902)의 원위 단부에 연결되고 제2 단부에서 엔드 이펙터에 연결된다. 제1 및 제2 단부는 도 4에 도시된 지지체의 제1 및 제2 단부에 대응한다.

수술 기구(900)의 샤프트(902)는 또한 도 4 내지 도 13을 참조하여 설명된 샤프트(또는 샤프트 구성 요소)(302)에 대응한다. 샤프트(902)의 원위 단부는 제1 타인(906) 및 제2 타인(908)을 포함한다. 제1 및 제2 타인은 샤프트(902)의 몸체로부터 엔드 이펙터를 향해 멀리(즉, 원위로) 연장된다. 제1 및 제2 타인은 샤프트의 길이방향 축(930)에 평행한 방향으로 연장될 수 있다. 샤프트의 제1 축(912) 및 길이방향 축(930)은 도 4에 도시된 수술 기구(300)의 각각의 축에 대응한다. 샤프트(902)의 제1 타인(906)은 제2 타인(908)과 대향한다. 즉, 제1 타인(906)은 제2 타인(908)에 대한 샤프트의 반대측에 위치한다. 제1 타인(906)과 제2 타인(908)은 이격되어 있다. 이는 풀리 및 구동 요소의 배열이 타인 사이에 위치될 수 있게 한다. 이는 또한 지지체(904)의 제1 단부가 타인 사이에 위치할 수 있게 한다.

수술 기구(900)는 엔드 이펙터가 제1 축(912)을 중심으로 회전할 수 있게 하는 제1 조인트(910)를 포함한다. 보다 구체적으로, 지지체(904)는 제1 조인트(912)에 의해 제1 축(912)을 중심으로 회전하도록 구성된다. 제1 조인트(912)는 지지체(904)에 연결되는 핀을 포함한다. 핀은 샤프트(902)에 대해 회전하도록 구성되고, 이에 따라 지지체(904)를 샤프트(902)에 대해 회전시킨다. 엔드 이펙터는 지지체의 제1 단부에 대향하는 지지체의 제2 단부에 연결된다. 따라서, 제1 축(912)에 대한 지지체(904)의 회전은 제1 축(912)에 대한 엔드 이펙터의 회전을 초래한다. 제1 축(912)은 샤프트의 길이방향 축(930)을 가로지른다. 수술 기구는 도 4와 관련하여 전술한 바와 같은 제2 및 제3 조인트을 추가로 포함할 수 있다.

수술 기구는 제1 축(912) 주위에서 회전 가능한 풀리 세트를 더 포함한다. 즉, 제1 풀리 세트는 제1 조인트(910)와 동일한 축을 중심으로 회전한다. 제1 풀리 세트는 단지 하나의 풀리(914)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 제1 풀리 세트는 2개 이상의 풀리를 포함할 수 있다. 도 14에서, 제1 풀리(914)는 지지체(904)와 샤프트의 제1 타인(906) 사이에 위치한다. 대안적인 실시예에서, 제1 풀리(914)는 지지체(904)와 샤프트의 제2 타인(908) 사이에 위치할 수 있다. 따라서, 제1 풀리 세트의 제1 풀리(914)는 지지체(904)의 제1 단부의 외부 표면과 대면한다.

제1 풀리(914)는 제1 축(912)을 따라 연장되는 길이 및 그 길이에 수직인 하나 이상의 원형 단면적을 갖는다. 제1 풀리는 제1 섹션(916) 및 제2 섹션(918)을 포함한다. 제1 풀리의 제1 섹션(916)은 원통형 형상이다. 제1 풀리의 제1 섹션(916)은 제1 직경을 갖는다. 제1 직경(916)은 제1 섹션의 외경일 수도 있다. 제1 직경(916)은 제1 섹션(916)의 길이를 따라 일정할 수 있다. 제1 풀리의 제2 섹션(918)은 제2 직경을 갖는다. 제2 직경은 제2 섹션의 외경일 수 있다. 대안적으로, 제2 직경은 제2 섹션(918)의 내경일 수 있다.

일 실시예에서, 도 14에 도시된 바와 같이, 제1 풀리의 제2 섹션(918)은 원통형 형상이다. 즉, 제1 풀리의 제2 섹션의 제2 직경이 제2 섹션의 외경인 경우, 제2 직경은 제2 섹션의 길이를 따라 일치한다. 대안적인 예에서, 제1 풀리의 제2 섹션(918)은 원뿔 형상일 수 있다. 즉, 제2 섹션의 외부(또는 제2) 직경은 제2 섹션의 길이를 따라 가변(즉, 증가 또는 감소)될 수 있다. 이 예에서, 제2 섹션(918)의 제2 직경은 제1 풀리의 제1 섹션으로부터 가장 먼 제2 섹션의 단부에서의 외경일 수도 있다. 대안적으로, 제1 풀리의 제2 섹션의 제2 직경은 제1 풀리의 제1 섹션에 가장 가까운 제2 섹션의 단부에서 제2 섹션의 외부 직경일 수 있다. 제2 섹션의 제2 직경은 제2 섹션을 따르는 임의의 적합한 길이에서 제2 섹션의 외경일 수 있다. 제1 풀리의 제1 섹션의 제1 직경 및 제2 섹션의 제2 직경은 동일하지 않다. 보다 구체적으로, 제2 섹션(918)의 제2 직경은 제1 섹션(916)의 제1 직경보다 작다. 이는 제2 직경이 측정되는 제2 섹션의 길이를 따르는 위치와 관계없이 적용된다.

제1 풀리(914)의 제2 섹션(918)은 제1 조인트을 중심으로 회전하는 수술 기구의 다른 구성 요소를 방해하도록 구성된다. 예를 들어, 제1 풀리의 제2 섹션(918)은 지지체(904)의 제1 단부의 외부 표면과 대면할 수 있다. 즉, 제1 풀리의 제2 섹션(918)은 지지체(904)에 인접할 수 있다. 제1 풀리의 제1 섹션(916)은 제1 풀리의 제2 섹션과 대향하는 방향으로 대면하므로, 수술 기구의 제1 타인(906)을 향할 수 있다. 즉, 제1 풀리의 제1 섹션(916)은 풀리의 제2 섹션(918)과 제1 타인(906) 사이에 위치할 수 있다. 제1 풀리의 제2 섹션(918)은 제1 풀리를 향한 지지체의 이동을 제한하기 위해 지지체(904)를 간섭하도록 구성될 수 있다. 즉, 지지체(904)가 제1 방향(932)(도 14에 예시된)으로 제1 풀리(914)를 향해 이동(예를 들어, 회전)되는 경우, 제1 풀리의 제2 섹션(918)은 지지체의 대응하는 외부 표면을 간섭할 것이다. 제1 풀리의 제2 섹션(918)과 지지체(904) 사이의 간섭은 지지체에 의해 달성될 수 있는 이동(예를 들어, 회전) 정도를 제한할 것이다. 다른 예에서, 제1 풀리의 제2 섹션(918)은 제1 풀리를 향한 지지체의 이동을 제한하기 위해 수술 기구의 다른 풀리를 간섭하도록 구성될 수 있다. 이 실시예에서, 제1 풀리의 제1 섹션은 또한 지지체의 이동을 제한하기 위해 지지체를 간섭하도록 구성된다.

제1 풀리(914)의 목적은 수술 기구의 조인트를 구동하도록 구성된 제2 구동 요소 쌍(B1, B2) 중 적어도 하나의 구동 요소를 라우팅하는 것이다. 즉, 제2 구동 요소 쌍 중 적어도 하나의 구동 요소는 제1 풀리 주위에 라우팅된다. 제2 구동 요소 쌍은 도 2 및 도 4와 관련하여 전술된다. 제1 풀리(914)는 제2 구동 요소 쌍 중 제1 구동 요소(B1)를 그 주위에 라우팅하도록 구성될 수 있다. 풀리의 제1 섹션(916)은 제1 풀리의 제1 섹션의 원주 주위로 연장되는 홈(944)을 포함할 수 있다. 홈(944)은 제1 섹션(916)의 외부 표면으로부터 뒤로 단차를 이루는 오목부를 제공한다. 홈(944)은 제2 구동 요소 쌍의 구동 요소가 풀리 주위에 라우팅될 수 있게 한다. 따라서, 제1 풀리의 제1 섹션(914)은 수술 기구의 하나 이상의 구동 요소를 라우팅하도록 구성된 풀리의 섹션이다.

제1 풀리(914)에 제2 섹션(918)을 추가하면 풀리의 전체 폭이 증가한다. 폭의 증가는 샤프트의 제1 타인(906), 제1 풀리(914) 및 지지체(904) 사이에 제1 조인트(910)의 핀을 따라 더 적은 자유 공간이 있음을 의미한다. 따라서, 지지체(904)는 제1 풀리의 제2 섹션과 접촉하기 전에 (예를 들어, 선형으로) 이동할 수 있는 제한된 공간을 갖는다. 이러한 자유 공간의 감소는 제1 조인트(910)에 대한 지지체의 기울어짐 및/또는 선형 이동 정도를 제한한다.

제1 풀리의 제2 섹션(918)의 폭은, 제1 조인트의 핀의 길이를 따라 자유 공간이 충분히 감소되는 것을 보장하기 위해, 풀리의 제1 섹션(916)의 폭에 대해 충분히 클 수 있다. 예를 들어, 제1 섹션에 대한 제2 섹션의 폭의 비는 적어도 2:5일 수 있다. 바람직하게는, 제1 섹션에 대한 제2 섹션의 폭의 비는 1:3 내지 1:5이다. 이는 지지체의 움직임이 충분히 제한되는 것을 보장한다. 제1 풀리의 전체 폭은 적어도 0.4 mm일 수 있다. 제1 풀리에 대한 적절한 폭 범위는 0.4 mm 내지 1.4 mm일 수 있다. 특정 예에서, 제1 풀리의 폭은 0.7 mm일 수 있다. 수술 기구의 샤프트(902)는 5 내지 7mm의 외경을 가질 수 있다. 특정 예에서, 샤프트(902)의 외경은 6.8 mm일 수 있다. 이러한 범위 내의 외경의 선택은 수술 절차 동안 샤프트의 관절과 위치가 쉽게 조정될 수 있게 하면서, 또한 증가된 폭을 갖는 풀리를 포함하는 풀리 배열에 충분한 공간이 있음을 보장한다. 또한 수술 중에 기구에 의해 생성된 절개부의 크기를 감소시키기 위해 샤프트의 외경은 작게 유지되어, 환자 회복에 이점을 제공한다.

도 14에 도시된 기구의 구성은, 제1 풀리의 제2 섹션(918)이 외부 힘을 받을 때 지지체(904)의 이동(예, 기울어짐)을 제한하도록 작용하기 때문에 유리하다. 제1 풀리의 제2 섹션(918)이 풀리의 전체 너비를 증가시키므로, 제1 풀리에 의해 정지되기 전에 지지체(904)가 이동(예, 기울어짐)할수 있는 정도가 감소된다. 이는 제1 풀리 주위로 구동되는 구동 요소(들)가 지지체(904)에 의해 방해받지 않을 것이고, 이들 구동 요소(들)에 의해 구동되는 엔드 이펙터 요소의 효율이 유지될 수 있음을 의미한다. 제1 풀리의 제2 섹션(918)의 직경은 풀리의 제1 섹션(916)의 직경보다 작다. 따라서, 제1 풀리의 제2 섹션(918)의 단면적은 풀리의 제1 섹션의 단면적보다 작다. 이는 제1 풀리의 제2 섹션(918)이 수술 기구의 지지체(904) 또는 다른 풀리를 방해할 때 발생하는 마찰력이 감소됨을 의미한다. 결과적으로, 제1 풀리의 회전 효율에 대한 이러한 간섭의 영향이 최소화되며, 이는 수술 기구의 관절에 유익하다. 마찰력을 최소화하기 위해, 제1 풀리의 제2 섹션의 외경은 3 mm 이하일 수 있다. 바람직한 예에서, 제1 풀리의 제2 섹션의 외경은 2 mm일 수 있다. 제1 풀리의 제2 섹션의 외경은 풀리의 제1 섹션의 직경의 절반일 수 있다.

제1 풀리의 제1 및 제2 섹션 각각은 외경에 더하여 내경을 포함한다. 제1 섹션(916)의 내경은 제1 조인트(910)의 핀의 외경과 실질적으로 동일할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 섹션(918)의 내경은 또한 제1 조인트(910)의 핀의 외경과 실질적으로 동일하다. 이 실시예에서, 제1 섹션(916)의 내경은 제2 섹션(918)의 내경과 동일하다. 다른 실시예에서, 제2 섹션(918)의 내경은 제1 섹션(916)의 내경보다 크다. 이는 제2 섹션의 내경이 제1 조인트(910)의 핀을 수용하는 데 필요한 것보다 크다는 것을 의미한다. 이러한 방식으로 구성되는 제2 섹션(918)의 내경의 장점은 지지체(904)와 접촉하게 되는 제1 풀리의 표면적이 더욱 감소된다는 것이다. 따라서, 제1 풀리(914)와 지지체(904) 사이의 마찰력이 더욱 감소된다.

제1 풀리(914)에 더하여, 제1 풀리 세트는 제2 풀리(920)를 더 포함할 수 있다. 제2 풀리(920)의 목적은 수술 기구의 조인트를 구동하도록 구성된 제3 구동 요소 쌍(C1, C2) 중 적어도 하나의 구동 요소를 라우팅하는 것이다. 즉, 제3 구동 요소 쌍 중 적어도 하나의 구동 요소는 제2 풀리 주위에 라우팅된다. 제2 풀리(920)는 제3 구동 요소 쌍 중 제1 구동 요소(C1)를 그 주위에 라우팅하도록 구성될 수 있다. 제1 풀리(914)와 마찬가지로, 제2 풀리(920)는 제1 직경을 갖는 제1 섹션(922) 및 제1 직경보다 작은 제2 직경을 갖는 제2 섹션(924)을 포함한다. 제1 풀리(914)는 지지체(904)의 제1 외부 표면과 대면할 수 있으므로, 제2 풀리(920)는 이에 대응하여 지지체의 제2 외부 표면과 대면할 수 있다. 제1 및 제2 풀리들은 지지체(904)의 대향 측면들에 위치한다. 제1 및 제2 풀리들은 또한 샤프트의 길이방향 축(930)에 대하여 제1 조인트(910)의 대향 측면들에 위치한다. 제2 풀리(920)는 제1 풀리(914)에 대하여 전술한 모든 특징을 포함할 수 있다.

제2 풀리(920)의 제2 섹션(924)은 제1 조인트을 중심으로 회전하는 수술 기구의 다른 구성 요소를 방해하도록 구성된다. 예를 들어, 제2 풀리(920)의 제2 섹션(924)은 지지체(904)를 방해하여 제2 풀리를 향한 지지체의 이동을 제한하도록 구성될 수 있다. 즉, 지지체(904)가 제2 방향(934)으로(도 14에 예시된) 제2 풀리(920)를 향해 이동(예를 들어, 회전)되는 경우, 제2 풀리의 제2 섹션(924)은 대응하는 지지체의 외부 표면을 방해할 것이다. 제2 풀리의 제2 섹션(924)과 지지체 사이의 간섭은 지지체에 의해 달성될 수 있는 이동(예를 들어, 회전) 정도를 제한할 것이다. 다른 예에서, 제2 풀리(920)의 제2 섹션(924)은 제2 풀리를 향한 지지체의 이동을 제한하기 위해 수술 기구의 다른 풀리를 간섭하도록 구성될 수 있다. 이 예에서, 제2 풀리의 제1 섹션은 지지체의 움직임을 제한하기 위해 지지체를 간섭하도록 구성된다. 즉, 제2 풀리(920)는 제1 풀리(914)와 동일한 목적을 갖지만, 지지체(904)의 대향 측면 상에 있다.

제1 풀리 세트는 샤프트의 제1 풀리(914)와 제1 타인(906) 사이에 위치한 제3 풀리(926)를 더 포함할 수 있다. 제3 풀리의 목적은 제2 구동 요소 쌍(B1, B2)의 제2 구동 요소를 그 주위에 라우팅하는 것이다. 제1 및 제2 풀리와 마찬가지로, 제3 풀리는 제1 직경을 갖는 제1 섹션(936) 및 제1 직경보다 작은 제2 직경을 갖는 제2 섹션(938)을 포함할 수 있다. 제3 풀리(926)는 제1 및 제2 풀리에 대해 전술한 모든 특징부를 포함할 수 있다. 따라서, 제3 풀리는 제1 및 제2 풀리와 그 위치에서만 상이할 수 있다. 제3 풀리의 제2 섹션(938)은 제1 풀리의 섹션과 대면할 수 있다. 예를 들어, 제3 풀리의 제2 섹션(938)은 제1 풀리의 제1 섹션(916)과 대면할 수 있다. 따라서, 제3 풀리의 제2 섹션(938)은 제3 풀리(926)를 향한 제1 풀리(914)의 이동을 제한하기 위해 제1 풀리(914)를 간섭하도록 구성될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제1 풀리의 제2 섹션(918)은 제3 풀리(926)의 섹션과 대면할 수 있다. 예를 들어, 제1 풀리의 제2 섹션(918)은 제3 풀리의 제1 섹션(936)과 대면할 수 있다. 이 실시예에서, 제3 풀리의 제2 섹션(938)은 샤프트의 제1 타인(906)과 대면한다. 제3 풀리의 제1 섹션은 제3 풀리를 향한 제1 풀리의 이동을 제한하기 위해 제1 풀리를 간섭하도록 구성된다.

제3 풀리의 제2 섹션이 제3 풀리의 전체 폭을 증가시킴에 따라, 제2 풀리가 제3 풀리에 의해 정지되기 전에 제2 풀리(920)가 이동(예를 들어, 기울어짐)할 수 있는 정도가 감소된다. 이는 또한 궁극적으로 제3 풀리(926)(및 제2 풀리(920))를 향하는 지지체의 이동을 제한하며, 이는 제2 풀리 주위로 라우팅되는 구동 요소(들)가 지지체(904)에 의해 방해받지 않을 것이고 이들 구동 요소(들)에 의해 구동되는 엔드 이펙터 요소의 효율이 유지될 수 있음을 의미한다.

제3 풀리의 제2 섹션(938)의 직경은 제3 풀리의 제1 섹션(916)의 직경보다 작다. 이는 제3 풀리(926)가 제1 풀리(914) 또는 제1 타인(906)과 접할 때 겪는 마찰력이 감소됨을 의미한다. 결과적으로, 제1 및 제3 풀리 둘 모두의 회전 효율에 대한 이러한 간섭의 영향이 최소화되며, 이는 수술 기구의 관절에 유익하다.

제1 풀리 세트는 샤프트의 제2 풀리(920)와 제2 타인(908) 사이에 위치한 제4 풀리(928)를 더 포함할 수 있다. 제4 풀리의 목적은 제3 구동 요소 쌍(C1, C2)의 제2 구동 요소를 그 주위에 라우팅하는 것이다. 제4 풀리는 제1 직경을 갖는 제1 섹션(940) 및 제1 직경보다 작은 제2 직경을 갖는 제2 섹션(942)을 포함할 수 있다. 제4 풀리(928)는 제1, 제2 및 제3 풀리에 대해 전술한 모든 특징부를 포함할 수 있다. 따라서, 제4 풀리는 제1, 제2 및 제3 풀리와 그 위치에서만 상이할 수 있다. 제4 풀리의 제2 섹션(942)은 제2 풀리의 섹션과 대면할 수 있다. 예를 들어, 제4 풀리의 제2 섹션은 제2 풀리의 제1 섹션(922)과 대면할 수 있다. 따라서, 제4 풀리의 제2 섹션(942)은 제4 풀리(928)를 향한 제2 풀리(920)의 이동을 제한하기 위해 제2 풀리(920)를 간섭하도록 구성될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제2 풀리의 제2 섹션은 제4 풀리(928)의 섹션과 대면할 수 있다. 예를 들어, 제2 풀리의 제2 섹션은 제4 풀리의 제1 섹션(942)과 대면할 수 있다. 이 실시예에서, 제4 풀리의 제2 섹션(942)은 샤프트의 제2 타인(908)과 대면한다. 제4 풀리의 제1 섹션은 제4 풀리를 향한 제2 풀리의 이동을 제한하기 위해 제2 풀리를 간섭하도록 구성된다.

제4 풀리의 제2 섹션이 제4 풀리의 전체 폭을 증가시킴에 따라, 제1 풀리가 제4 풀리에 의해 정지되기 전에 제1 풀리(914)가 이동(예를 들어, 기울어짐)할 수 있는 정도가 감소된다. 이는 또한 궁극적으로 제4 풀리(928)(및 제2 풀리(920))를 향한 지지체의 이동을 제한하며, 이는 제2 풀리 주위로 라우팅되는 구동 요소(들)가 지지체(904)에 의해 방해받지 않을 것이고 이들 구동 요소(들)에 의해 구동되는 엔드 이펙터 요소의 효율이 유지될 수 있음을 의미한다.

제4 풀리의 제2 섹션의 직경은 제4 풀리의 제1 섹션의 직경보다 작다. 이는 제4 풀리(928)가 제2 풀리(920) 또는 제2 타인(908)과 접할 때 발생하는 마찰력이 감소됨을 의미한다. 결과적으로, 이러한 간섭이 제4 및 제2 풀리 둘 모두의 회전 효율에 미치는 영향은 최소화되며, 이는 수술 기구의 관절에 유익하다.

도 14에 도시된 풀리 배열의 각각의 풀리의 제2 섹션은 보스(boss)를 통해 제공될 수 있다. 보스는 다른 물체에 대해 그 물체를 위치시키는 데 사용되는 기계적 물체 상의 돌출된 특징부로서 정의된다.

도 14에 도시된 풀리 배열의 추가적인 개발이 도 15에 도시되어 있다. 도 15의 배열은 도 14에 도시된 배열과 실질적으로 동일하다. 도 15의 수술 기구는 또한 제1 및 제2 섹션(1004, 1006)을 갖는 제1 풀리(1002)를 포함한다. 제1 풀리의 제1 섹션은 도 14에 대해 전술한 바와 같은 홈을 포함할 수 있다. 도 15의 제1 풀리(1002)는 제3 섹션(1008)을 추가로 포함한다는 점에서 도 14의 제1 풀리(914)와 상이하다. 제1 풀리의 제3 섹션(1008)은 풀리의 제1 섹션(1002)의 직경보다 작은 제3 직경을 포함한다. 제1 풀리의 제3 섹션(1008)의 목적은 샤프트의 제1 타인(906), 지지체(904) 또는 제3 풀리(1018)를 간섭하는 것이다. 제3 섹션(1008)이 간섭하는 구성 요소는 풀리 배열이 제3 풀리를 포함하는지 여부에 따라 달라진다. 제1 풀리의 제3 섹션(1008)은 제2 섹션(1006)에 대향하는 풀리의 제1 섹션(1004)의 측면 상에 위치한다. 제1 풀리의 제3 섹션(1008)은 제1 풀리의 제2 섹션(1006)과 제1 타인(906) 사이에 위치할 수 있다.

제1 풀리의 제3 섹션(1008)은 제1 타인을 향하는 지지체의 이동을 제한하도록 구성된다. 즉, 제1 풀리에 제3 섹션(1008)을 추가하면 풀리의 폭이 더 증가하며, 이는 샤프트의 제1 타인(906), 제1 풀리(914) 및 지지체(904) 사이의 제1 조인트(910)의 핀을 따르는 공간을 더 감소시킨다. 이러한 자유 공간의 감소는 도 14에 도시된 실시예의 제1 조인트(910)에 대한 지지체의 기울어짐 및/또는 선형 이동 정도를 더욱 제한한다. 동시에, 풀리의 제1 섹션에 대한 풀리의 제3 섹션의 감소된 직경은 제1 풀리(1002)의 제3 섹션의 단면적이 풀리의 제1 섹션의 단면적보다 작은 것을 의미한다. 이는 풀리의 제3 섹션이 제1 타인(906), 지지체(904) 또는 제3 풀리(1018) 중 어느 하나를 방해할 때 발생하는 마찰력이 감소됨을 의미한다. 결과적으로, 제1 및 제3 풀리 둘 모두의 회전 효율에 대한 간섭의 영향이 최소화되며, 이는 수술 기구의 관절에 유익하다. 일 실시예에서, 제3 섹션(1008)의 직경은 제2 섹션(1006)의 직경과 동일하다. 이는 마찰력의 감소가 풀리의 양 측면 상에서 균일함을 의미한다.

수술 기구는 제1 풀리의 특징에 대응하는 특징을 갖는 제2(1010), 제3(1018) 및 제4(1020) 풀리를 더 포함할 수 있다. 제2, 제3 및 제4 풀리 사이의 유사성은, 도 15의 풀리가 도 14의 풀리의 제1 및 제2 섹션 이외에 추가(제3) 섹션을 포함한다는 점을 제외하고는, 도 14의 풀리 배열에 대해 전술한 것과 동일하다.

감소된 직경을 갖는 제2 및 제3 섹션을 포함하는 도 15에 도시된 풀리를 사용하는 장점은, 풀리의 폭이 증가되는 동안, 풀리 상의 양 측면에서 각각의 풀리와 이들이 상호 작용하는 수술 기구의 다른 구성요소 사이의 마찰이 감소된다는 것이다. 즉, 제1 풀리와 지지체 사이의 마찰력을 감소시키는 것 이외에, 제1 풀리와 제3 풀리, 지지체 또는 수술 기구의 제1 타인 사이의 마찰력도 감소될 수 있다. 제2, 제3 및 제4 풀리 및 이들 풀리에 인접한 구성 요소의 경우에도 마찬가지이다. 따라서, 도 15의 풀리의 회전 효율은 도 14에 도시된 것들에 비해 더 최적화된다.

전술한 요약과 같이, 도 14 및 도 15의 풀리 배열에 의해 제한되는 지지체(904)의 이동은 제1 조인트(910)의 핀을 따르는 선형 이동을 포함할 수 있다. 이러한 이동은 추가적으로 또는 대안적으로 샤프트의 제1 조인트(910)의 제1 축(912) 및 샤프트의 길이방향 축(903) 둘 다를 가로지르는 회전축을 중심으로 한 회전을 포함할 수 있다. 도 14에 도시된 예와 같이, 도 15에 도시된 풀리 배열의 각각의 풀리의 제2 및 제3 섹션은 보스를 통해 제공될 수 있다. 즉, 도 15에 도시된 풀리 배열의 각각의 풀리는 그의 제2 섹션을 형성하는 제1 보스 및 그의 제3 섹션을 형성하는 제2 보스를 포함할 수 있다.

도 14 및 도 15에 도시된 예시적인 풀리 배열은 본 출원의 도 4 내지 도 12에 도시된 예시적인 기구 배열의 특징 중 하나 이상과 조합될 수 있다. 즉, 도 1의 수술 로봇과 함께 사용될 수술 기구는 도 14 또는 도 15에 도시된 풀리 배열뿐만 아니라 지지체(304)의 플랜지와 접하도록 구성된 샤프트의 원위 단부에 결합된 돌출부(도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같음)를 포함할 수 있다. 이에 대안적으로 또는 추가적으로, 도 14 및 도 15에 도시된 배열은, 지지체의 채널과 제1 조인트의 핀 사이에 억지끼워맞춤이 있는, 도 12에 도시된 배열과 조합될 수 있다. 수술 기구는 추가적으로 또는 대안적으로 도 13에 도시된 바와 같은 중공관, 및/또는 도 11에 도시된 바와 같은 부속물을 포함할 수 있다. 수술 기구는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 그의 지지체 상에 변형된 플랜지를 추가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있다. 도 4 내지 도 15의 모든 변형은 함께 작용하여 수술 기구의 지지체의 움직임(예를 들어, 기울어짐)을 감소시킬 수 있다.

각각의 풀리가 제1 섹션 및 제2 섹션을 포함하는 전술한 풀리의 구성은 수술 기구의 제1 풀리 세트를 참조하여 설명되었다. 그러나, 기구의 제2 풀리 세트의 풀리가 이러한 방식으로 구성되는 것도 가능하다. 대안적으로, 수술 기구의 추가 세트의 풀리들의 풀리는 이러한 방식으로 구성될 수 있다. 즉, 로봇 수술 기구는 일반적으로 제1 풀리 및 제1 풀리에 인접한 제2 풀리를 갖는 풀리 배열을 포함할 수 있다. 제1 또는 제2 풀리는 제1 직경을 갖는 제1 섹션 및 제1 직경보다 작은 제2 직경을 갖는 제2 섹션을 포함한다. 제1 또는 제2 풀리의 제2 섹션은 제1 또는 제2 풀리 중 다른 하나의 이동을 제한하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로 기구 내의 풀리 세트 중 어느 하나의 풀리를 구성하는 이점은 풀리 및 다른 구성 요소의 이동(예를 들어, 기울어짐)이 각각의 조인트에 대해 제한된다는 것이다. 따라서, 수술 기구의 전체 안정성이 개선된다. 수술 로봇 암 내의 임의의 다른 조인트는 전술한 바와 같이 적어도 제1 및 제2 풀리를 포함할 수 있다. 조인트는 전술한 바와 같은 제1 및 제2 풀리와 유사하게 상호작용하도록 구성된 제3 및 제4 풀리를 추가로 포함할 수 있다.

상기 실시예에서 주어진 치수의 값은 단지 예로서 주어지고, 다른 실시예에서 치수는 다른 적절한 값을 가질 수 있다. 본 출원인은, 이러한 특징 또는 특징의 조합이 본원에 개시된 임의의 문제를 해결하는지 여부에 관계없이, 그리고 청구범위의 범주에 한정되지 않고, 당업자의 보통의 일반적인 지식을 고려하여 전체적으로 본 명세서에 기초하여 이러한 특징 또는 조합이 수행될 수 있는 정도까지, 본원에 기술된 각각의 개별적인 특징 및 2개 이상의 이러한 특징의 임의의 조합을 개별적으로 개시한다. 출원인은 본 발명의 양태가 임의의 이러한 개별 특징부 또는 특징부의 조합으로 이루어질 수 있음을 나타낸다. 전술한 설명의 관점에서, 다양한 변형이 본 발명의 범위 내에서 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다.

Claims

로봇 수술 기구로서,
엔드 이펙터;
샤프트 구성 요소;
제1 단부에서 상기 샤프트 구성 요소의 원위 단부에 연결되고 제2 단부에서 상기 엔드 이펙터에 연결되는 지지체; 및
상기 지지체의 상기 제1 단부의 외부 표면과 대면하는 풀리를 포함하되;
상기 풀리는 제1 직경을 갖는 제1 섹션 및 상기 제1 직경보다 작은 제2 직경을 갖는 제2 섹션을 포함하고, 상기 풀리의 상기 제1 또는 제2 섹션은 상기 지지체의 이동을 제한하도록 구성되는, 로봇 수술 기구.
제1항에 있어서, 상기 풀리의 상기 제2 섹션은 상기 지지체의 이동을 제한하도록 구성되는, 로봇 수술 기구.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 풀리의 상기 제2 섹션은 상기 지지체의 상기 제1 단부의 상기 외부 표면과 대면하고, 상기 풀리를 향한 상기 지지체의 이동을 제한하기 위해 상기 지지체를 간섭하도록 구성되는, 로봇 수술 기구.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 직경은 상기 제1 섹션의 외경이고, 상기 제2 직경은 상기 제2 섹션의 외경인, 로봇 수술 기구.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 섹션은 상기 제1 섹션의 원주 주위로 연장되는 홈을 포함하는, 로봇 수술 기구.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 섹션에 대한 상기 제2 섹션의 폭의 비율은 적어도 2:5인, 로봇 수술 기구.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 풀리의 전체 폭은 적어도 0.4 mm인, 로봇 수술 기구.
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 섹션의 상기 외경은 3 mm 이하인, 로봇 수술 기구.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샤프트 구성 요소는 5 mm의 최소 직경을 갖는, 로봇 수술 기구.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지체는 제1 조인트에서 상기 샤프트 구성 요소의 길이방향 축을 가로지르는 제1 축을 중심으로 회전하도록 구성되고, 상기 제1 조인트는 상기 지지체에 연결되고 상기 샤프트 구성 요소에 대해 회전하도록 구성된 핀을 포함하는, 로봇 수술 기구.
제10항에 있어서, 상기 기구의 상기 제1 조인트를 구동하도록 구성된 제1 구동 요소 쌍을 추가로 포함하되, 상기 제1 구동 요소 세트 중 적어도 하나의 구동 요소는 상기 풀리 주위에 라우팅되는, 로봇 수술 기구.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샤프트 구성 요소는 상기 샤프트 구성 요소의 원위로 연장되는 대향하는 제1 및 제2 타인을 포함하고, 상기 풀리는 상기 지지체와 상기 제1 타인 사이에 위치하는, 로봇 수술 기구.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 풀리는 상기 제1 직경보다 작은 제3 직경을 갖는 제3 섹션을 추가로 포함하는, 로봇 수술 기구.
제13항에 있어서, 상기 제3 섹션은 상기 제2 섹션에 대향하는 상기 풀리의 상기 제1 섹션의 측면 상에 위치하고, 상기 제3 섹션은 상기 제1 타인을 향한 상기 지지체의 이동을 제한하도록 구성되는, 로봇 수술 기구.
제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 제3 직경은 상기 제2 직경과 동일한, 로봇 수술 기구.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 풀리는 제1 풀리이고 상기 외부 표면은 제1 외부 표면이고, 상기 지지체의 상기 제1 단부의 제2 외부 표면과 대면하는 제2 풀리를 추가로 포함하고, 상기 제2 풀리는 제1 직경을 갖는 제1 섹션 및 상기 제1 직경보다 작은 제2 직경을 갖는 제2 섹션을 포함하고, 상기 제2 풀리의 상기 제1 또는 제2 섹션은 상기 지지체의 이동을 제한하도록 구성되는, 로봇 수술 기구.
제12항에 있어서, 상기 제1 풀리와 상기 제1 타인 사이에 위치된 제3 풀리를 추가로 포함하고, 상기 제3 풀리는 제1 직경을 갖는 제1 섹션 및 상기 제1 직경보다 작은 제2 직경을 갖는 제2 섹션을 포함하고, 상기 제1 및 제3 풀리 중 하나의 상기 제2 섹션은 상기 제1 및 제3 풀리 중 다른 하나의 섹션과 대면하고, 상기 제3 풀리를 향한 상기 제1 풀리의 이동을 제한하기 위해 상기 다른 풀리를 간섭하도록 구성되는, 로봇 수술 기구.
제17항에 있어서, 상기 제3 풀리의 상기 제2 섹션은 상기 제3 풀리를 향한 상기 제1 풀리의 이동을 제한하기 위해 상기 제1 풀리의 상기 제1 섹션을 간섭하도록 구성되는, 로봇 수술 기구.
제12항에 종속하는 경우 제16항에 있어서, 상기 제2 풀리 및 상기 제2 타인 사이에 위치된 제4 풀리를 추가로 포함하고, 상기 제4 풀리는 제1 직경을 갖는 제1 섹션 및 상기 제1 직경보다 작은 제2 직경을 갖는 제2 섹션을 포함하고, 상기 제2 및 제4 풀리 중 하나의 상기 제2 섹션은 상기 제2 및 제4 풀리 중 다른 하나의 섹션과 대면하고, 상기 제4 풀리를 향한 상기 제2 풀리의 이동을 제한하기 위해 상기 다른 풀리를 간섭하도록 구성되는, 로봇 수술 기구.
제19항에 있어서, 상기 제4 풀리의 상기 제2 섹션은 상기 제4 풀리를 향한 상기 제2 풀리의 이동을 제한하기 위해 상기 제2 풀리의 상기 제1 섹션을 간섭하도록 구성되는, 로봇 수술 기구.
제10항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지체는 그의 제1 단부를 관통해 연장되고 억지끼워맞춤으로 상기 제1 조인트의 상기 핀을 수용하도록 구성된 채널을 포함하는, 로봇 수술 기구.
제10항에 종속하는 경우 제12항에 있어서, 상기 로봇 수술 기구는 상기 지지체의 상기 제1 단부에 견고하게 연결되고 상기 샤프트 구성 요소의 상기 제1 및 제2 타인 사이에서 연장되도록 구성된 중공관을 추가로 포함하되, 상기 제1 조인트의 상기 핀은 상기 중공관을 통과하여 상기 제1 축을 중심으로 한 상기 제1 조인트의 회전이 상기 제1 축을 중심으로 상기 지지체의 회전을 초래하도록 구성되는, 로봇 수술 기구.
제12항에 있어서, 상기 제1 및 제2 타인 각각은 각각의 타인의 원위로 연장되는 부속물을 포함하고, 각각의 부속물은, 상기 지지체가 상기 부속물의 상기 각각의 타인을 향해 이를 이동시키는 힘을 받을 때, 상기 지지체와 접하도록 구성되는, 로봇 수술 기구.
제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지체는 상기 지지체의 상기 제1 단부로부터 상기 샤프트 구성 요소 내로 연장되는 제1 및 제2 플랜지를 포함하고;
상기 샤프트 구성 요소는 상기 샤프트 구성 요소의 상기 원위 단부에 결합되고 상기 엔드 이펙터를 향해 연장되는 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부는, 상기 지지체가 상기 풀리를 향해 이동될 때, 상기 제1 또는 제2 플랜지 중 하나의 계면과 접하도록 구성되며; 그리고
상기 제1 플랜지의 상기 외부 표면과 상기 풀리 사이의 간격은 상기 제1 또는 제2 플랜지 중 하나의 상기 계면과 상기 돌출부 사이의 간격보다 큰, 로봇 수술 기구.
제10항에 있어서, 상기 이동은 상기 제1 조인트의 상기 핀을 따르는 선형 이동인, 로봇 수술 기구.
제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동은 상기 제1 조인트의 축 및 상기 샤프트 구성 요소의 길이방향 축을 가로지르는 축을 중심으로 하는 회전을 포함하는, 로봇 수술 기구.
로봇 수술 기구로서,
제1 풀리; 및
상기 제1 풀리에 인접한 제2 풀리를 포함하되,
상기 제1 또는 제2 풀리는 제1 직경을 갖는 제1 섹션 및 상기 제1 직경보다 작은 제2 직경을 갖는 제2 섹션을 포함하고, 상기 제1 또는 제2 풀리의 상기 제2 섹션은 상기 제1 또는 제2 풀리 중 다른 하나의 이동을 제한하도록 구성되는, 로봇 수술 기구.