KR20240036518A - 특히 로봇 수술 및/또는 미세 수술을 위한 수술 커팅 기구, 회전 조인트 및 방법 - Google Patents
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Abstract
지지 구조체, 제1 근위 부착 루트(11) 및 제1 원위 자유 단부(12)를 포함하는 제1 팁(10), 제2 근위 부착 루트(21) 및 제2 원위 자유 단부(22)를 포함하는 제2 팁(20)을 포함하는 관절형 엔드-이펙터(9)를 포함하는 수술 기구(1)로서; 상기 제1 루트(11) 및 상기 제2 루트(21)는 축 방향으로 서로에 대해 옆에 있고 전체적으로 지지 구조체에 개재되고; 상기 지지 구조체, 상기 제1 팁(10) 및 상기 제2 팁(20)은 공통 회전 축(Y-Y)에서 서로에 대해 관절화되되, 상기 공통 회전축(Y-Y)은 상기 공통 회전축(Y-Y)과 일치 또는 평행한 축 방향을 정의하고, 상기 제1 팁(10)과 상기 제2 팁(20) 사이의 상대적인 개방/폐쇄 자유도(G)를 정의하고; 상기 제1 팁(10)의 몸체는 상기 제1자유 단부(12)와 일체로 회전하는 절단 에지(34)를 갖는 블레이드 부분(14)을 포함하고; 상기 제1 팁(10)의 몸체의 상기 블레이드 부분(14)은 축 방향으로 탄성적으로 굽혀질 수 있고; 상기 제2 팁(20)은 상기 제2 자유 단부(22)와 일체로 회전하는 카운터-블레이드 부분(24)을 포함하고; 상기 카운터-블레이드 부분(24)은 상기 제1 팁(10)의 상기 블레이드 부분(14)을 축 방향으로 탄성적으로 굽히는 상기 절단 에지(34)에 인접하도록 적용되고; 상기 제1 팁(10)의 제1 루트(11)는 상기 지지 구조체과 직접적이고 밀접하게 접촉하고, 상기 제2 팁(20)의 제2 루트(21)는 상기 지지 구조체와 직접적으로 밀접하게 접촉하는, 수술 기구(1).
Description
본 발명은 절단 작동을 수행할 수 있는 수술 기구에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수술 기구는 원격작동 로봇 미세수술에서의 응용에 대해 특히 적합하지만, 이에 대해 유일하게 의도된 것은 아니다.
본 발명은 추가적으로 수술 기구의 절단 조인트의 회전 조인트에 관한 것이다.
본 발명은 추가적으로 하나 이상의 수술 기구를 포함하는 로봇 수술 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 반제품의 제조 뿐만 아니라 고정구를 제조하기 위한 제조 방법에 관한 것이다.
본 제조 방법은 수술 기구용 하나 이상의 블레이드를 제조하는데 특히 적합하다.
본 발명은 추가적으로 절단 작동을 수행하는 방법에 관한 것이다.
로봇 수술 장치는 대체적으로 당업계에 공지되어 있으며, 일반적으로 중앙 로봇 타워(또는 카트) 및 중앙 로봇 타워로부터 연장되는 하나 이상의 로봇 아암을 포함한다. 각각의 아암은 환자에 대한 수술 절차를 수행하기 위해, 이의 원위에 부착 가능한 수술 기구를 이동시키기 위한 전동식 위치설정 시스템(또는 매니퓰레이터)을 포함한다. 환자는 일반적으로, 로봇 장치의 비멸균 부품으로 인한 박테리아 오염을 방지하기 위해 멸균 상태가 보장되는 수술실에 위치된 수술 침대에 누워 있다.
전통적인, 즉, 비-로봇 수술의 맥락에서, 바늘-드라이버/봉합사-커터 유형의 기구가 대체적으로 공지되어 있으며, 이는 일반적으로 조작 링의 대향 단부에 수술용 바늘을 위한 파지면 및 봉합사를 절단하기 위한 블레이드를 갖는 2개의 자유 단부에 의해 형성된 바늘-드라이버/봉합사-커터를 포함한다. 일부 경우, 블레이드는 바늘을 위한 파지면에 접근하기 위한 개구부에 대해 구분되고 분리된 접근 개구부를 통해 접근할 수 있는 그리퍼의 몸체에 만들어진 시트 또는 오목부에 만들어진다.
작동 링의 대향 단부에, 자유 단부 상의 2개의 대향하는 블레이드를 포함하는 수술용 가위 또한 본 분야에 공지되어 있다. 작동 링에는 스프링을 제공될 수 있다. 일반적으로, 이러한 종래의 수술용 가위에서 절단 작동을 수행하는 데 유용한 자유 단부의 개방 각도는 25° 미만이어야 한다.
또한, 로봇 수술 분야에서, 복강경 수술을 위한 바늘 드라이버/봉합사 커터 유형의 엔드-이펙터 솔루션이 제안된 바 있으며, 이는 대향하는 파지면 및 세장형 샤프트의 원위 단부에 각각 위치된 블레이드를 갖는다. 일반적으로, 블레이드는 파지면에 대해 캔틸레버 돌출부를 형성하는 바늘에 대한 각각의 파지면과 함께 공동-성형되고, 이에 근접하여, 즉, 파지면과 파지면의 피봇 힌지 사이에 배치된다. 따라서, 단일 성형 피스는 일반적으로 힌지의 일 부분을 형성하기 위한 루트, 자유 단부, 파지면, 및 바늘 드라이버/봉합사 절단기 유형의 엔드-이펙터의, 반대편의 대면 가능한 다른 블레이드를 향한 폐쇄 방향으로 파지 표면에 대해 연장되는 블레이드를 포함한다.
로봇 수술을 위한 가위 유형 엔드-이펙터 솔루션 또한 제안된 바 있으며, 여기에서는, 예를 들어, US 2008/0119870에 나타낸 바와 같이, 엔드-이펙터의 각각의 자유 단부에 블레이드가 제공된다.
바늘 드라이버/봉합사 절단기 유형의 로봇 수술용 수술 기구, 그리고 가위 유형의 수술 기구 둘 모두에서, "벨빌(Belleville) 와셔" 유형의 복수의 탄성 와셔는 엔드-이펙터를 형성하는 2개의 피스의 루트 사이에 예압을 보장하여, 절단을 위한 블레이드 사이의 기계적 간섭 조건을 결정한다. 따라서, 엔드-이펙터가 폐쇄될 때, 대향 블레이드는 간섭을 받게 되고 각각의 루트 사이에서 횡방향으로의 슬라이딩을 유발하여, 전술한 탄성 벨빌 와셔에 의해 힌지에 가해지는 탄성 영향 작용에 대응한다.
그렇지 않은 경우, US-2019/0105032는 블레이드가 각각 탄성 캔틸레버 탭을 단일 피스로 포함하는 엔드-이펙터 바늘 드라이버/봉합사 절단기 엔드-이펙터를 개시하며, 여기에서 전술한 2개의 탄성 캔틸레버 탭은, 탄성 예압이 2개의 캔틸레버 탭 사이의 접촉에 의해 주어지도록, 서로에 대해 핀과 평행한 방향으로 연장된다. 이에 의해, 힌지 상에 대한 벨빌-유형의 탄성 와셔를 조립할 필요가 없어지게 되며, 이에 따라 2개의 블레이드 사이의 힌지에는 상호 접촉부에서의 이의 캔틸레버 탄성 탭에 의해 가해지는 탄성 반응의 변화에 대한 슬라이딩을 수용하기 위한 축 방향 공간이 남아있게 된다.
또 다른 공지된 예는 US-2020/0107894에 제공되며, 이는 블레이드가 그립 링크의 길이방향 포켓 내에 수용되고 이에 대해 독립적으로 회전 가능하여 필요한 경우 이로부터 추출될 수 있는 바늘-드라이버/봉합사-절단기 솔루션을 개시한다.
그렇지 않은 경우, 수술용 가위의 예가 US-2016/0175060에 개시되며, 이는 교체가능한 팁 솔루션, 즉 작동 조건에 있을 경우 분리가능한 원위 절단 조인트를 갖는 솔루션을 개시한다. 이에 더하여, 이러한 공지된 솔루션은 블레이드 사이에서 블레이드의 형상 및 탄성 특성에 의해 주어진 예압을 얻기 위해, 2개의 블레이드 모두 동일한 횡방향으로 만곡된 탄성 절단 블레이드를 사용한다.
로봇 수술을 위한 수술 기구 가위의 추가의 공지된 예는 US-2019/0282291에 개시되어 있다.
대안적으로, 또는 "벨빌 와셔" 유형의 복수의 와셔에 추가하여, 블레이드 사이의 절단 간섭을 조정하기 위해 힌지에 조정 나사가 제공될 수 있으며, 이는 일반적으로 관절 핀 자체를 형성한다. 조정 나사가 "벨빌 와셔" 유형의 복수의 탄성 와셔와 조합되여 제공되는 경우, 이는 스프링의 탄성 작용에 대응하여 탄성 예압의 조정을 종료할 수 있도록 작동한다.
일반적으로, 전술한 유형으로부터의 공지된 수술용 가위는 절단 간섭부의 상호 접촉을 보장하기 위해 동일한 방향으로 축 방향으로 만곡된 2개의 블레이드를 가지며, 이는 예를 들어 25°를 초과하지 않는 작은 개방 각도에 대해서만 만족스럽게 절단할 수 있도록 조정된다; 즉, 블레이드는 축 방향 곡률이 보다 돌출되는 (즉, 힌지 축 방향의) 원위 자유 단부 또는 이 부근에서만 양호하게 절단하는 반면, 이의 각각의 근위 섹션에서는 축 방향으로 이격되어 정밀한 절단을 수행하는 데에는 부적합하게 된다(절단할 조직이 분리되지 않고 블레이드 사이로 휘어지게 됨). 대조적으로, 블레이드가 이의 근위 부분에서 기계적 절단 간섭 접촉부에 있도록 조정되는 경우, 즉, 높은 개방 각도, 예를 들어 15°보다 큰 경우, 블레이드의 원위 곡률은 실제로 작은 개방 각도의 경우에서의 절단 능력을 배제하는 폐쇄 스트로크 단부를 생성하기 때문에 완전한 폐쇄에 적합하지 않게 된다. 블레이드의 조임력을 강하게 증가시키면 이들은 폐쇄될 수 있지만, 이는 필연적으로 이의 근위 섹션에서 이들을 다시 축 방향으로 멀어지게 하여, 근위 영역의 절단 능력을 잃게 한다. 이러한 이유로, 기계적 간섭 조건이 단지 자유 단부에 근접하게 도달될 수 있도록, 공지된 수술용 가위의 블레이드의 조정 나사를 조이는 방식이 일반적으로 선택되며, 이는 보기가 더 용이하고 개방 정도가 낮기 때문에 풋프린트가 더 작다.
수술 기구, 특히 로봇 수술을 위한 단부 또는 엔드-이펙터의 소형화는 수술을 받는 환자에 대해 최소 침습성을 갖는 유리한 시나리오 뿐만 아니라 조직에 대한 밀리미터 및 서브-밀리미터 해부 능력의 가능성을 제공하기 때문에 특히 바람직하다.
전술한 유형의 공지된 솔루션은 조립된 엔드-이펙터를 얻기 위해 부품 생산을 위한 불가능한 공정 및 부품의 복잡한 조립 전략을 요구하기 때문에 혁신적인 소형화에는 적합하지 않다. 예를 들어, 벨빌-유형 탄성 와셔의 탄성 반응에 대응하는 동시에 마이크로-부품을 힌지에 조립해야 할 필요성, 및 작동 시 다소 높은 응력을 견딜 수 있을 만큼 충분히 견고해야 하는 동시에 마찰을 최소화하기 위한 기하학적 형상을 가져야 하는 마이크로-리지 및 마이크로-언더컷을 공동 성형하여 제조하는 객관적인 극도의 어려움을 고려해야 한다. 실제로, 공지된 바와 같이, 마이크로-스케일에서는 마찰과 같은 표면력이 체적력보다 지배적이다.
또한, 작동 케이블 또는 힘줄에 의해 작동되는 절단 엔드-이펙터를 갖는 수술 기구에 있어서, 작동 힘줄을 손상시키지 않고 정밀한 절단 작동을 수행하기 위한 것과 같은 높은 폐쇄력을 보장하기 위해서는 일반적으로 감속기, 즉 비교적 큰 직경의 풀리를 만드는 것이 필요하지만, 이는 특히 엔드-이펙터의 원위 단부에 근접한 피스의 소형화를 제한한다. 그렇지 않은 경우, 엔드-이펙터 콤팩트의 크기를 유지하기 위해, 길이방향 굽힘성을 희생하여 작동 힘줄의 인장 강도를 증가시키는 것이 필요하며, 따라서 어떠한 경우일지라도 상대적으로 큰 직경의 원위 풀리를 필요로 하게 되거나, 힘줄의 직경을 증가시킴으로써 힘줄을 보강하려는 시도가 이루어질 수 있지만, 당업자에게 명백한 바와 같이, 이러한 선택 둘 모두는 소형화를 심각하게 방해하는 장애물이 될 것이다.
또한, 스케일을 감소시킴에 따라, 회전 조인트가 조립될 때 형성되도록 의도된 요소, 예컨대 수술 기구의 엔드-이펙터 그립 단자의 크기의 정확한 설정이 보다 더 복잡해지며, 이는 지지점, 즉 힌지의 수준에서의 작은 가공 불확실성은 각각의 캔틸레버 자유 단부 근처에서 상당한 부정확성을 발생시키며, 따라서 가위-유형 기구의 경우 절단 블레이드, 또는 바늘 드라이버/봉합사 절단기와 같은 공구의 경우 파지면에 심각한 부정확성을 발생시키기 때문이다.
따라서, 유사하게, 작동 힘줄을 손상시키지 않으면서 정밀한 절단 작동을 수행하기 위한 것과 같은 높은 폐쇄력을 전달하려는 시도에 있어서, 블레이드와 연관된 레버리지의 제공(당업계에 공지된 자체의 솔루션)은 또한, 작업 조건 하에서 견고하다는 것이 동시에 입증될 정도로 작은 스케일로 피스를 제조하는 단독적인 어려움에 대해, 그리고 조립의 어려움뿐만 아니라 자유 단부의 공통 회전 축에 근접한 영역의 풋프린트에 대해서도 소형화에 대한 장애물이 된다.
힌지와 관련하여 원위에 위치되는 엔드-이펙터 부분은, 절단 블레이드 단독 또는 절단 블레이드 및 파지면에 관계없이 일반적으로 극도로 정밀한 작업을 수행하도록 설계되어야 하고, 이와 동시에 절단 블레이드는 정밀하고 깔끔한 절단 작동을 보장해야 한다.
동일한 출원인의 US-10864051, WO-2017-064301, WO-2019-220407, WO-2019-220408, WO-2019-220409 및 US-2021-059776은 하나 이상의 마스터 인터페이스에 의해 제어되는 하나 이상의 수술 기구를 갖는 원격작동 로봇 수술 시스템을 개시한다. 또한, 동일한 출원인의 US-10582975, EP-3586780, WO-2017-064303, WO-2018-189721, WO-2018-189729, US-2020-0170727 및 US-2020-0170726은 로봇 수술 및 미세수술에 적합한 수술 기구의 다양한 구현예를 개시한다. 이러한 유형의 수술 기구는 일반적으로 로봇 매니퓰레이터에 의해 구동되도록 의도된 인터페이스를 갖는 근위 인터페이스 부분, 샤프트 및 샤프트의 원위 단부의 관절형 커프를 포함한다. 관절형 커프는 복수의 힘줄(또는 작동 케이블)에 의해 움직이는 복수의 링크로 구성된다. 2개의 단부 팁 링크는 자유 단부 및 그 사이의 개방/폐쇄 자유도를 가지며, 문합 또는 다른 수술 요법을 수행하기 위한 원격작동 로봇 수술을 위한, 바늘뿐만 아니라 바늘 홀더 그리퍼 유형의 엔드-이펙터를 형성하는 봉합사 스레드를 다루도록 적용될 수 있다.
또한, 동일한 출원인의 WO-2017-064305, EP-3362218 및 EP-3597340은 "WEDM", "와이어 컷", "전기 침식", "스파크 가공" 또는 "스파크 침식"이라는 용어로도 알려진 와이어 전기-침식을 포함하는 수술 기구의 제조 방법을 개시한다.
예를 들어, 동일한 출원인의 WO-2017-064306은 관절형 엔드-이펙터의 개방/폐쇄 자유도를 작동시키기 위한 힘줄이 엔드-이펙터 링크의 볼록한 괘선 슬라이딩 표면 위로 슬라이딩하며, 이와 동시에 오목한 섹션을 갖는 가이드 홈 또는 채널 내부의 힘줄 라우팅을 회피하는 수술 기구를 개시한다. 이에 의해, 힘줄과 링크 사이의 슬라이딩 접촉 부분의 단면적은 최소화되며, 이에 따라 슬라이딩 마찰을 감소시키고, 피치 및 요의 회전 조인트와 같은 엔드-이펙터 조인트에 의해 주어지는 높은 민첩성을 보장하는 동시에 관절형 엔드-이펙터의 개선된 소형화를 가능하게 한다.
이에 더하여, 동일한 출원인의 WO-2018-189722는 이전에 논의된 것과 유사하게, 엔드-이펙터 링크의 볼록한 괘선 슬라이딩 표면 상에서의 슬라이딩에 추가하여, 관절형 엔드-이펙터의 개방/폐쇄 자유도를 작동시키기 위한 힘줄이 상기 볼록한 괘선 슬라이딩 표면 상에 권취되는 수술 기구를 개시하며, 특히 높은 굴국 각도의 기초가 되는 아치형 경로를 기술한다. 실제로, 힘줄의 낮은 슬라이딩 마찰의 도움으로, 상대적으로 긴 아치형 길이방향 섹션에 대한 링크의 볼록한 괘선 표면과의 접촉을 유지할 수 있다.
또한, 동일한 출원인의 US-2021-0106393은 얽힌 폴리머 섬유로 이루어진 힘줄의 일부 구현예를 개시한다. 폴리머 힘줄의 사용은, 금속 힘줄의 사용과 비교하여 슬라이딩 마찰을 감소시킬 수 있는 동시에 힘줄의 적절하게 치수화를 통해 관절형 엔드-이펙터에서 권선 길이방향 경로를 이동시킬 수 있게 한다.
따라서 극도의 소형화에 적합하면서도 견고하고 신뢰할 수 있으며 정밀하고 반복 가능한 절단 작동을 제공할 수 있는 수술 기구 솔루션을 제공해야 할 필요성이 강하게 존재한다.
이에 더하여, 생산 및 조립이 간단하고 작동 조건 하에서 신뢰할 수 있고 정확하며 견고할 뿐만 아니라, 예를 들어, 수술에 대한 관찰을 용이하게 하는 데 유용할 수 있는 수술 기구 몸체의 주요 길이방향 연장 방향에 대해 절단 작동의 바람직하고 제어된 공간적 배향을 허용하도록 구성되는 원격작동 로봇 미세수술을 위한 수술 기구 솔루션을 제시할 필요성이 존재한다.
그립 및/또는 가위가 구비된 관절형 팁 마이크로-기기의 조립이 가능하고 최소의 컴포넌트로 구성되어 관절형 엔드-이펙터의 민첩성을 저하시키지 않으면서도 용이하고 비용이 저렴한 방식으로 조립될 수 있는 솔루션을 제안할 필요성이 존재한다.
그립 및/또는 가위가 구비된 관절형 팁 마이크로-기기의 형성을 위해 높은 기하학적 정밀도 및 재현성을 가진 마이크로기계 부품, 및 특히 날카로운 마이크로기계 부품을 만들 수 있는 솔루션을 제안할 필요성이 존재한다.
또한, 의료-외과 분야에서 있어서, 소형화된 수술용 절단 공구를 제작하기 위한 하나 이상의 소형화된 블레이드를 제작할 수 있는 제조 공정 솔루션을 제공할 필요성이 존재한다. 특히, 일회용 수술 기구를 위해 경제적으로 지속 가능한 방식으로 하나 이상의 소형 블레이드를 생산할 수 있는 견고하고 반복 가능하며 일련화된 제조 공정을 제공할 필요성이 존재한다.
본 발명의 목적은 배경 기술과 관련하여 개선의 여지가 있는 단점을 극복하는 것이다.
이러한 목적 및 다른 목적은 청구항 제1항에 따른 수술 기구, 및 청구항 제15항에 따른 로봇 수술 시스템뿐만 아니라 청구항 제16항에 따른 회전식 조인트에 의해 달성된다.
몇몇 유리한 실시예는 종속 청구항의 대상이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 관절형 엔드-이펙터를 포함하는 수술 기구가 제공된다.
관절형 엔드-이펙터(또는 관절형 단부 장치)는 수술 기구의 샤프트 또는 로드의 원위 단부에 장착할 수 있다. 관절형 엔드-이펙터는 바람직하게는 작동 힘줄에 의해 작동된다.
관절형 엔드-이펙터는 지지 구조체, 제1 근위 부착 루트와 제1 원위 단부를 포함하는 세장형 몸체를 갖는 제1 팁, 및 제2 근위 부착 루트와 제2 원위 단부를 포함하는 세장형 몸체를 갖는 제2 팁을 포함한다. 팁의 원위 단부는 바람직하게는 자유 단부이지만, 구속부, 예를 들어 힌지 및/또는 레일이 팁 중 하나 또는 둘 모두의 원위 단부에 제공될 수 있다.
지지 구조체, 제1 근위 부착 루트 및 제2 근위 부착 루트는 서로에 대해 관절화되며, 제1 및 제2 자유 단부 사이의 개방/폐쇄 자유도를 정의한다.
제1 팁은 제1자유 단부와 일체로 회전하는 절단 에지를 갖는 블레이드 부분을 포함한다. 블레이드 부분은 축 방향으로 탄성적으로 굽혀질 수 있다.
제2 팁은 제2 자유 단부와 일체로 회전하는 카운터-블레이드 부분을 포함한다.
카운터 블레이드 부분은, 제1 팁의 상기 절단 에지 및 제2 팁의 상기 카운터-블레이드 부분이 절단 작동을 수행하기 위해 기계적 간섭 접촉 조건에 도달하도록, 상기 블레이드 부분을 축 방향으로 탄성적으로 굽힘으로써 상기 절단 에지에 접하도록 적용된다.
지지 구조체, 제1 근위 접촉 루트 및 제2 근위 접촉 루트는 절단 조인트의 회전 조인트를 형성한다. 상기 원위 회전 조인트는 축 방향의 강성 회전 조인트일 수 있으며, 여기에서 탄성 요소는 커플링에 제공되지 않으며 탄성은 회전 조인트에 대해 원위로, 즉 블레이드에 대해 제공된다.
상기 지지 구조체는 2개의 갈래를 포함하는 것이 바람직하지만, 필수적인 것은 아니다. 지지 구조체는 단일 피스로 만들어진 지지 링크에 속할 수 있다.
제1 팁뿐만 아니라 제2 팁은 링크를 형성하는 단일 피스로 만들어질 수 있거나, 여러 링크, 예를 들어 2개의 링크의 조립에 의해 형성될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 제1 팁은 블레이드 링크 및 회전에 있어서 서로에 대해 일체로 회전하는 블레이드 링크 홀더에 의해 형성된다. 일 구현예에 따르면, 제2 팁은 제2 팁 링크 또는 반응 링크를 형성하는 단일 피스로 만들어진다.
일 구현예에 따르면, 제1 팁의 제1 루트는 지지 구조체, 예를 들어 지지 구조체의 제1 갈래와 직접적이고 밀접하게 접촉하고, 제2 팁의 제2 루트는 지지 구조체, 예를 들어 지지 구조체의 제2 갈래와 직접적이고 밀접하게 접촉한다.
지지 구조체는 바람직하게는 강성 구조체이다; 예를 들어 이는 갈래 사이에 탄성 예압 요소를 갖지 않는다.
일 구현예에 따르면, 제1 팁의 제1 루트 및 제2 팁의 제2 루트는 서로에 대해 축 방향으로 옆에 있다.
제1 팁의 제1 루트 및 제2 팁의 제2 루트는 지지 구조체 내에 전체적으로 개재될 수 있다; 예를 들어 지지 구조체의 갈래 사이에 개재될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 지지 구조체, 제1 팁 및 제2 팁은 공통 회전축에서 서로에 대해 관절화되며, 공통 회전축은 공통 회전축과 일치 또는 평행한 축 방향을 정의한다.
일 구현예에 따르면. 제1 팁의 제1 루트 및 제2 팁의 제2 루트는, 상기 공통 회전축을 중심으로 지지 구조체에 대해 관절화되며, 지지 구조체와 상기 제1 팁 및 상기 제2 팁에 의해 형성된 어셈블리 사이의 배향의 자유도를 정의한다.
일 구현예에 따르면. 제1 팁의 제1 루트 및 제2 팁의 제2 루트는 상기 공통 회전축을 중심으로 서로에 대해 관절화되며, 제1 팁과 제2 팁 사이의 상대적인 개방/폐쇄 자유도를 정의한다.
일 구현예에 따르면, 절단 작동을 수행하는데 필요한 축 방향 탄성은 블레이드 부분에 의해 제공되고, 루트는 축 방향으로 지지 구조체로 패킹되어, 블레이드의 탄성 굽힘에 반응하여, 루트 사이에서 축 방향 변위가 발생하는 것을 방지한다.
일 구현예에 따르면, 제1 팁의 상기 제1 루트는 제1 축 방향 외부 접촉 표면을 포함하고, 지지 구조체의 제1 갈래는 제1 축 방향 내부 접촉 카운터-표면을 포함하고, 제2 팁의 상기 제2 루트는 제2 축 방향 외부 접촉 표면을 포함하고, 지지 구조체의 제2 갈래는 제2 축 방향 내부 접촉 카운터-표면을 포함한다. 제1 루트의 상기 제1 외부 접촉 표면, 제1 갈래의 상기 제1 내부 카운터-표면, 제2 루트의 상기 제2 외부 접촉 표면, 및 제2 갈래의 상기 제2 내부 접촉 카운터-표면은 모두 서로에 대해 평행할 수 있다.
제2 팁의 카운터-블레이드 부분은 제1 팁을 굽히기 위해 축 방향으로 돌출될 수 있다. 바람직하게는, 상기 카운터-블레이드 부분은 축 방향 내측을 향하는 오목부를 갖는 만곡형 돌출 표면이다.
제2 팁의 카운터-블레이드 부분의 몸체는 축 방향으로, 바람직하게는 축 방향 외측으로 탄성적으로 굽혀질 수 있다. 이에 의해, 절단 작동을 수행하는데 필요한 축 방향 탄성은 블레이드 부분 및 카운터-블레이드 부분에 의해, 예를 들어 팁의 개방 각도에 따라 공동으로 또는 개별적으로 제공된다. 일 구현예에 따르면, 제2 팁의 몸체는 근위 캔틸레버 아암을 포함하며, 이는 축 방향 외측으로 탄성적으로 변형 가능하고, 근위 자유 단부 및 상기 근위 캔틸레버 아암에 속하는 카운터-블레이드 부분의 근위 부분을 갖는다.
제안된 솔루션의 도움으로, 수술 기구는 최대 60°까지의 개방/폐쇄 자유도의 개방 각도에 대해 절단 작동을 수행할 수 있다.
블레이드 부분의 샤프닝(sharpening)은 와이어 전기-침식(WEDM)에 의해 수행될 수 있다. 따라서, 블레이드 부분의 절단 에지는 와이어 전기-침식 공정에 의해 샤프닝되고 절단될 수 있다.
제1 팁 및 제2 팁 중 적어도 하나는 절단 작동 동안에 블레이드 부분 및/또는 카운터-블레이드 부분의 탄성 변형을 수용하기 위한 축 방향 오목부를 형성하는 축 방향 변형 시트를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 제1 팁의 상기 제1 루트는 제1 관통 홀을 포함하고, 제2 팁의 상기 제2 루트는 모두 원형인 관통 홀이고 상기 공통 회전축에 대해 동축인 제2 관통홀을 포함한다. 상기 홀은 단일 관절 핀을 수용할 수 있다.
제1 팁의 몸체는 2개의 별개의 피스, 또는 링크에 의해 형성될 수 있으며, 상기 절단 에지 및 블레이드 링크 루트를 갖는 단일한 피스로 상기 블레이드 부분을 포함하는 몸체를 갖는 블레이드 링크, 및 블레이드 홀더 링크 루트를 갖는 블레이드 홀더 링크를 포함한다. 이러한 경우, 블레이드 링크 루트 및 블레이드 홀더 링크 루트는 서로 인접하고 직접적이고 밀접한 접촉을 가지며, 제1 팁의 상기 제1 루트를 함께 형성한다. 이러한 경우, 상기 블레이드 링크와 제1 팁의 제1 루트에 대해 원위로 위치될 수 있는 제1 팁의 상기 블레이드 홀더 링크 사이에는 회전식 드래그 체결이 제공되며, 이는 바람직하게는 블레이드 부분의 길이 방향 연장부를 따라 위치된다. 폐쇄 스트로크 단부가 제1 팁의 제1 루트에 대해 원위로 위치되는 상기 블레이드 링크에 대해 제공될 수 있다. 이러한 경우, 블레이드 링크 루트는 상기 블레이드 홀더 링크 루트와 제2 팁의 제2 루트 사이에 축 방향으로 개재될 수 있으며, 이와 직접적이고 밀접한 접촉을 가질 수 있다.
일 구현예에 따르면, 제1 팁의 제1 루트는, 상기 블레이드 부분과 일체식으로 회전하는, 상기 공통 회전축을 중심으로 하는 제1 팁의 적어도 하나의 작동 힘줄을 위한 제1 종결 시트를 포함하고, 제2 팁의 제2 루트는, 상기 카운터-블레이드 부분과 일체식으로 회전하는, 상기 공통 회전축을 중심으로 하는 제2 팁의 적어도 하나의 작동 힘줄을 위한 제2 종결 시트를 포함한다.
근위 회전 축을 중심으로 관절화된 상기 지지 링크는 상기 근위 회전 축을 중심으로 하는 지지 링크의 적어도 하나의 작동 힘줄을 위한 적어도 제3 종결 시트를 단일 피스로 포함할 수 있다.
지지 구조체는 평행한 모선을 갖는 지지 링크의 하나 이상의 볼록한 괘선 표면 및 2개의 갈래를 포함할 수 있는 원위 연결 부분을 포함하는 몸체를 단일 피스로 가질 수 있다.
일 구현예에 따르면, 관절형 엔드-이펙터는, 평행한 모선을 갖는 연결 링크의 하나 이상의 볼록한 괘선 표면을 단일 피스로 포함하는 몸체를 갖는 로드의 원위 단부에 연결되는 연결 링크, 및 지지 링크의 근위 연결 부분과 연결되는 제1 원위 연결 부분을 포함하며, 연결 링크와 지지 링크가 공통 근위 회전축을 중심으로 상대적으로 회전할 수 있도록 근위 회전 조인트를 정의한다.
관절형 엔드-이펙터는 제1 팁, 예를 들어, 평행한 모선을 갖는 하나 이상의 볼록한 괘선 표면에 의해 형성된 풀리 부분을 단일 피스로 포함하는 몸체를 갖는 근위 부착 루트를 갖는 지지 링크에 대해 관절화된, 블레이드 홀더 링크를 포함할 수 있다.
드래그 부분에는 상기 근위 부착 루트가 단일 피스로 제공되어, 상기 루트가 블레이드 부분과 일체로 회전할 수 있게 할 수 있으며, 여기에서 블레이드 부분은 별도의 피스로 만들어진다. 실제로, 관절형 엔드-이펙터는 제1 팁의 상기 블레이드 홀더 링크와 일체로 회전하는 블레이드 링크를 포함할 수 있으며, 절단 에지 및 부착 루트의 상기 드래그 부분과 체결되는 드래그 카운터 부분을 단일 피스로 포함하는 몸체를 가질 수 있다.
관절형 엔드-이펙터는 제2 팁, 예를 들어, 평행한 모선을 갖는 하나 이상의 볼록한 괘선 표면에 의해 형성된 풀리 부분을 갖는 부착 루트를 단일 피스로 포함하는 몸체를 갖는, 지지 링크에 대해 그리고 블레이드 링크 및 블레이드 홀더 링크에 의해 형성된 어셈블리에 대해 관절화된, 반응 링크를 포함하는 제2 팁을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 제1 부착 루트 및 제2 부착 루트는 지지 구조체의 원위 연결 부분과 함께 절단 조인트에 대한 공통 원위 회전축을 정의하는 원위 회전 조인트를 정의한다.
일 구현예에 따르면, 길항 힘줄은 제1 쌍은 제1 부착 루트, 예를 들어 블레이드 홀더 링크 루트에 연결되어 상기 공통 원위 회전축을 중심으로 절단 에지를 이동시키고, 길항 힘줄은 제2 쌍은 제2 루트에 연결되어 상기 공통 원위 회전축을 중심으로 카운터-블레이드 부분을 이동시킨다.
일 구현예에 따르면, 제1 부착 루트, 예를 들어 블레이드 홀더 링크 루트는, 적어도 상기 길항 힘줄의 제1 쌍을 수용하는 제1 종결 시트를 단일 피스로 포함하고, 제2 부착 루트는 적어도 상기 길항 힘줄의 제2 쌍을 수용하는 제2 종결 시트를 단일 피스로 포함한다.
링크의 평행한 모선을 갖는 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면은 상기 공통 근위 회전축에 대해 평행할 수 있다.
바람직하게는, 지지 링크의 평행한 모선을 갖는 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면 중 적어도 하나는 상기 공통 근위 회전축에 대해 평행하다.
바람직하게는, 제1 루트의 평행한 모선을 갖는 블레이드 홀더 루트의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면 및 제2 루트의 평행한 모선을 갖는 하나 이상의 볼록한 괘선 표면은 공통 원위 회전축에 대해 평행하다.
길항 힘줄의 제1 쌍 및 길항 힘줄의 제2 쌍은, 블레이드 링크와 카운터-블레이드 부분을 각각 개방/폐쇄 상태로 이동시키기 위해, 제공되는 경우 연결 링크의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면 상에서, 그리고 지지 링크의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면 상에서 길이방향으로 슬라이딩하도록 적용되고, 블레이드 홀더 링크 루트, 즉, 제1 루트 또는 반응 링크, 즉 제2 루트의 각각의 볼록한 괘선 표면 상에서 슬라이딩하지 않고 권취되고/풀리도록 적용된다.
공통 원위 회전축에 대해 평행한 방향으로의 제1 거리는, 제1 루트의 제1 종결 시트와 지지 구조체의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면의 표면, 예를 들어 임의의 절단 조건에 대해 일정한 지지 링크의 표면 사이의 거리로 식별될 수 있다.
공통 원위 회전축에 대해 평행한 방향으로의 제2 거리는, 제2 루트의 제2 종결 시트와 지지 구조체의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면의 표면, 예를 들어 임의의 절단 조건에 대해 일정한 지지 링크의 표면 사이의 거리로 식별될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 제1 캔틸레버 드래그 레그는 제1 레그의 자유 단부를 형성하는 제1 루트로부터 연장되고, 상기 제1 종결 시트를 축 방향으로 제한하고, 제2 캔틸레버 드래그 레그는 제2 레그의 자유 단부를 형성하는 제2 루트로부터 연장되고, 상기 제2 종결 시트를 축 방향으로 제한하며, 상기 제1 및 제2 캔틸레버 레그 각각은 각각의 힘줄 종결부에 대한 드래그 인접부로서 작용하는 각각의 종결 시트에 대해 언더컷으로서 위치된 인접부 및 드래그 벽을 포함한다. 이러한 경우, 제1 캔틸레버 레그와 지지 구조체의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면, 예를 들어 지지 링크의 표면 사이의 축 방향으로의 제1 거리는 임의의 절단 조건에 대해 일정하고, 제2 캔틸레버 레그와 지지 구조체의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면, 예를 들어 지지 링크의 표면 사이의 공통 회전축 방향에 대해 평행한 방향으로의 제2 거리는 임의의 절단 조건에 대해 일정하다.
제1 거리 및 제2 거리는 서로 동일할 수 있다.
제1 거리 및/또는 제2 거리는 0일 수 있다.
제1 부착 루트는 축 방향으로 외측을 향하는 제1 표면을 포함할 수 있고, 제2 루트는 축 방향으로 외측을 향하는 제2 표면을 포함할 수 있으며, 여기에서 임의의 절단 조건에 대해 일정한 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 사이의 축 방향으로의 추가 거리가 식별될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 각각의 힘줄과 그 위에서 힘줄이 슬라이딩하는 링크의 모든 괘선 표면 사이에서 교환되는 전체 슬라이딩 마찰력은, 작동 조건에 있을 경우, 개방/폐쇄 자유도가 폐쇄 상태에서 이동되어 절단 작동을 가할 때 블레이드 부분의 탄성 휨 변형을 달성하기 위해 동일한 힘줄에 의해 전달되는 인장력보다 훨씬 작다. 즉, 힘줄의 상기 슬라이딩 마찰력은 블레이드와 카운터-블레이드 사이의 기계적 간섭 접촉 마찰력보다 훨씬 작을 수 있다. 이러한 목적을 위해, 힘줄은 폴리머 재료로 제조될 수 있고 링크는 금속 재료로 제조될 수 있으며, 링크의 평행한 모선을 갖는 볼록한 괘선 표면은 링크 상에서의 힘줄의 길이방향 슬라이딩 마찰을 감소시키도록 매끄러워질 수 있다. 예를 들어, 링크의 괘선 표면은 와이어 전기-침식에 의해 수득된다.
바람직하게는, 연결 링크, 지지 링크, 제1 루트의 풀리 부분 및 제2 루트의 풀리 부분의 모든 볼록한 괘선 표면에는 길이방향 채널이 결여되어 있다. 따라서 작동 힘줄은 오목한 채널 내부로 슬라이딩하지 않게 된다.
길항 힘줄의 제3 쌍이 연결 링크에 대해 상기 공통 근위 회전축을 중심으로 지지 링크를 이동시키기 위해 제공될 수 있으며, 여기에서 지지 링크는 상기 길항 힘줄의 제3 쌍의 힘줄 종결부를 수용하는 적어도 제3 종결 시트를 포함한다. 바람직하게는, 상기 길항 힘줄의 제3 쌍의 지지 링크의 작동 힘줄은 지지 링크의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면 상에서 길이방향으로 슬라이딩하지 않고 권취되고/풀릴 수 있으며, 따라서 이들은 길항 힘줄의 제3 쌍의 작동 힘줄에 대한 풀리 표면으로서 작용한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 수술 기구를 위한 절단 방법은 지지 구조체. 제1 팁 및 제2 팁을 포함하는 로드 또는 샤프트의 원위 단부에 관절형 엔드-이펙터를 제공하는 단계를 포함한다.
방법은, 블레이드 링크의 절단 에지를 원하는 방향으로 배향시키고, 원위 회전 조인트의 길항 작동 힘줄의 적어도 한 쌍의 작동 힘줄을 지지 구조체의 모선과 평행한 하나 이상의 괘선 표면 상에서 길이방향으로 슬라이딩시켜 절단 에지를 상기 카운터-블레이드 부분과 접촉시키도록, 지지 구조체의 모선과 평행한 하나 이상의 볼록한 괘선 표면 상의 적어도 한 쌍의 길항 힘줄의 작동 힘줄을 길이방향으로 슬라이딩시키는 단계를 포함한다.
방법은, 절단 에지 및 카운터-블레이드 부분 중 적어도 하나를 탄성적으로 굽히는 단계, 그 사이에 기계적 간섭 접촉을 만드는 단계, 절단 작동을 가하는 단계를 추가로 포함한다.
연결 링크는, 지지 링크의 작동 힘줄, 제1 팁의 작동 힘줄 및 제2 팁의 작동 힘줄 모두가 그 위에서 슬라이딩하는 근위 회전축에 평행한 볼록한 괘선 표면을 갖는 것으로 제공될 수 있다. 연결 링크 및 지지 링크의 모선과 평행한 볼록한 괘선 표면 상의 원위 회전 조인트의 적어도 한 쌍의 길항 작동 힘줄의 길항 힘줄을 길이방향으로 슬라이딩시키는 단계는, 원위 회전 조인트가 그 위에서 슬라이딩하는 볼록한 괘선 표면 상의 원위 회전 조인트의 적어도 하나의 운동 힘줄을 60° 내지 300°, 바람직하게는 120° 초과의 권취 각도로 권취하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 절단 조인트의 회전 조인트는: 지지 구조체의 원위 연결 부분, 절단 에지를 갖고 축 방향으로 탄성적으로 굽혀질 수 있는 몸체를 갖는 블레이드와 일체로 회전하는 부착 루트, 카운터-블레이드 부분과 일체로 회전하는 부착 루트를 포함하며, 여기에서 블레이드 링크의 절단 에지는 절단 작동을 가하기 위해 기계적 간섭 접촉 상태에서 개방/폐쇄 자유도의 이동 동안 상기 카운터-블레이드 부분에 접하도록 구성된다.
블레이드 및 카운터-블레이드는, 바람직하게는 개방/폐쇄 자유도에 따라 상대적으로 이동할 수 있는 각각의 원위 자유 단부와 일체로 회전한다. 바람직하게는, 자유 단부는 또한 회전 조인트의 회전 축을 중심으로 지지 구조체에 대해 전역적으로 배향될 수 있다.
블레이드는 바람직하게는 축 방향으로 탄성적으로 굽혀질 수 있으며, 이에 따라 절단 작동에 대해 축 방향 탄성을 부여하는 한편, 상기 회전 조인트는 축 방향으로 강성이다; 즉 루트 사이의 상대적 이동 및 루트와 지지 구조체 사이의 상대적 이동이 방지된다.
절단 조인트는 바람직하게는 관절형 엔드-이펙터의 원위 조인트이고, 여기에는 블레이드와 일체로 회전하는 제1 자유 단부 및 카운터-블레이드와 일체로 회전하는 제2 자유 단부가 포함된다.
제안된 솔루션의 도움으로, 예를 들어 매우 작은 반경을 갖는, 링크를 갖는 단일 피스의 괘선 표면으로 대체되는, 풀리가 없는 리스트(wrist)를 재현하는, 관절형 엔드-이펙터의 극도로 향상된 소형화가 가능해진다. 따라서, 공지된 금속 힘줄은, 낮은 마찰력으로 이의 움직임을 정의하는 해당 괘선 표면 상에서 슬라이딩하는 소형화된 폴리머 힘줄로 대체될 수 있다.
탄성 블레이드(및 바람직하게는 만곡형 카운터-블레이드)를 포함하는 조정 다웰(dowel) 및/또는 벨빌 스프링 트레인을 이의 변형 및 그 절단 작동을 가하는 간섭을 갖는 폐쇄부로 대체하는, 단순화된 개방-폐쇄 및 절단 메커니즘을 갖는 최소 크기의 수술용 절단 기구를 만드는 것이 가능하다.
소형화에 장애가 될 수 있는, 부피가 크고/크거나 허용할 수 없는 오차의 위험을 갖는, 상대적으로 스케일의 감소로 인해 조립하기 어려운 구성요소(키형 풀리 또는 링크에 대해 회전식으로 연결 구성요소, 원위 조인트 핀의 벨빌-유형 스프링, 블레이드 조정 나사, 금속 작동 힘줄)는 실제로 제거된다.
일 구현예에 따르면, 길이방향 채널 없이 풀리 부분을 형성하는 각각의 힘줄에 대한 볼록한 괘선 권취 표면을 갖는 제1 팁 및/또는 제2 팁의 부착 루트는, 추가 구성요소의 상호잠금을 허용하도록 적용된, 바람직하게는 평면형 탄성 블레이드인 기하학적 드래그 요소를 포함하며, 이러한 기하학적 요소는 예컨대 개방 및 폐쇄 동작에서 블레이드를 카운터-블레이드에 대해 일체식으로 가이드하는 것이다.
적어도 블레이드 부분은 와이어 전기-침식으로 제조될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 와이어 전기-침식으로 하나 이상의 블레이드를 제조하는 방법은: (i) 절단 와이어를 갖는 와이어 전기-침식 기계를 제공하고 와이어 전기-침식 기계 상에 장착된 고정구를 제공하는 단계; (ii) 고정구에 적어도 하나의 공작물을 장착하는 단계; (iii) 절단 와이어로 적어도 하나의 공작물에 대해 샤프닝 관통 절단(sharpening through cut)을 수행함으로써 적어도 하나의 공작물의 샤프닝될 적어도 하나의 에지를 샤프닝하는 단계를 포함한다. 샤프닝 단계는 블레이드 부분의 상기 절단 에지에 대한 샤프닝 공정을 수행한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 와이어 전기-침식으로 하나 이상의 블레이드를 제조하는 방법은: (i) 절단 와이어를 갖는 와이어 전기-침식 기계를 제공하고 와이어 전기-침식 기계에 장착된 고정구를 제공하는 단계로서, 고정구는 이의 적어도 일 부분이 절단 와이어의 길이방향 연장부를 가로지르는 회전축을 중심으로 회전할 수 있도록 장착되는, 단계; (ii) 고정구에 적어도 하나의 공작물을 장착하는 단계; (iii) 절단 와이어로 적어도 하나의 공작물에 대해 샤프닝 관통 절단을 수행함으로써 적어도 하나의 공작물의 샤프닝될 적어도 하나의 에지를 샤프닝하는 단계; (iv) 절단 와이어로 적어도 하나의 공작물에 대해 성형 관통 절단을 수행함으로써 적어도 하나의 공작물을 성형하는 단계를 포함한다.
샤프닝 단계와 성형 단계 사이에서, 고정구의 적어도 일 부분을 이의 회전축을 중심으로 90° 이외의 샤프닝 회전 각도로 회전시키는 추가의 단계가 수행된다.
이러한 방법으로, 하나 이상의 블레이드 부분을 제조하는 것이 가능하다. 일 구현예에서, 이러한 방법으로, 하나 이상의 블레이드 링크를 제조하는 것이 가능하다.
이러한 샤프닝 회전 각도는 공작물 상에 만들어진 절단 에지의 단면에 형성된 각도와 동일할 수 있다.
이러한 방법으로, 고정구 상에서 적어도 하나의 공작물이 교체되는 것이 방지된다.
방법은, 상기 복수의 모든 블레이드에 대해 샤프닝 단계 및 성형 단계가 동일한, 동일한 공작물 상에 복수의 블레이드를 제조할 수 있다. 샤프닝 단계는, 샤프닝될 복수의 에지의 샤프닝을 결정하는 시작 지점 및 종료 지점을 갖는 단일 절단 궤적(또는 단일 절단 경로)에 의해 수행될 수 있다. 성형 단계는, 가공될 복수의 피스의 성형을 결정하는 시작 지점 및 종료 지점을 갖는 단일 절단 궤적(또는 단일 절단 경로)에 의해 수행될 수 있다.
공작물은 플레이트형 몸체, 예컨대 플레이트, 스트립, 벨트를 포함할 수 있고, 샤프닝 및 성형 단계는 각각 공작물의 플레이트형 몸체의 두께를 통한 관통 절단 단계를 포함한다. 플레이트형 몸체의 두께는 1 mm 미만, 예컨대 0.05 내지 0.5 mm일 수 있다. 플레이트형 몸체는 예를 들어 블레이드용 강철로 제조된, 굽힘에 의해 탄성적으로 변형될 수 있는 탄성 몸체일 수 있다.
성형 단계는 블레이드 링크(30)의 두께를 통해 관통 홀을 한정하기 위한 적어도 하나의 홀 에지를 만드는 단계를 포함할 수 있으며, 예를 들어 상기 관통 홀은 센터링 홀일 수 있고, 여기에서 홀 에지는 절단 와이어의 통과로 인해 피스의 몸체 상에 절단 채널을 정의하는 개방 프로파일을 가질 수 있다.
장착 단계는 고정구에 복수의 공작물을 조립하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기에서 샤프닝 및 성형 단계는 상기 복수의 각각의 공작물을 개별적으로 샤프닝하고 성형함으로써 수행된다.
고정구는 가공될 개별 피스가 상기 샤프닝 회전 각도에 의해 서로로부터 정렬되지 않은 적어도 2개의 절단면 상에서 절단 와이어에 의해 개별적으로 가공될 수 있도록 할 수 있다. 즉, 가공될 공작물은 실질적으로 직선으로 연장되는 절단 에지가 제공된 각각의 절단면 상에서 한 번에 가공될 공작물 중 최대 하나와 교차하도록 고정구에 장착될 수 있다.
고정구는 회전축을 중심으로 하는 하나 이상의 회전 구성에서 와이어 전기-침식에 의해 개별적으로 가공될 수 있는 다수의 평면 요소(스트립)를 고정하는 단계를 포함할 수 있다.
성형 단계 이후, 공작물에 대해 제2 성형 관통 절단을 수행함으로써 제2의 상이한 절단면에 대해 공작물을 재성형하는 단계가 포함될 수 있으며, 성형 단계와 재성형 단계 사이에서, 고정구는 실질적으로 90°와 동일할 수 있는 회전을 완료한다. 성형 단계와 재성형 단계 사이에 샤프닝 단계가 수행될 수 있다. 재성형 단계는 공작물의 하위-그룹에 대해 수행될 수 있다.
전기-침식 기계의 영점 조정 및 교정 전략이 포함될 수 있으며, 여기에는 고정 장치 및/또는 공작물의 알려진 기준 지점과 절단 와이어를 접촉시킴으로써 원점의 위치를 식별하는 단계가 포함된다. 일 구현예에 따르면, 방법은 절단 경로의 원점 또는 기준 지점을 식별하는 단계 및 예를 들어 절단 와이어로 원점 또는 기준 지점에 도달할 때까지 접근하는 단계를 추가로 포함한다. 원점은 공작물, 예컨대 샤프닝될 공작물의 에지에 속할 수 있다.
원점 또는 기준 지점은 재성형 단계뿐만 아니라 샤프닝 단계 및 성형 단계 둘 모두에 대한 단일 원점일 수 있으며, 와이어 전기-침식 기계의 제어 시스템은 상기 단일 원점 또는 기준 지점을 저장하고, 후속 절단 경로를 진행하기 위해 이를 상기 샤프닝 회전 각도의 고정구의 운동학적 회전에 기하학적으로(예를 들어, 삼각법으로) 관련시킬 수 있다. 샤프닝 절단 및 성형 절단 둘 모두 원점 또는 기준 지점에 대해 기하학적 관계에 있는 동일한 지점에서 시작할 수 있다. 식별 단계 후 그리고 샤프닝 및/또는 성형 단계 전, 회전축을 중심으로 하는 고정구의 회전을 예각일 수 있는 소정의 각도만큼 수행할 수 있다.
샤프닝 관통 절단은 동일한 샤프닝 절단 경로를 따르는 절단 와이어의 반복적인 다중 패스로 수행될 수 있고, 상기 샤프닝 관통 절단을 수행하기 위한 절단 와이어의 상기 반복된 다중 패스의 횟수는 성형 관통 컷을 수행하기 위한 패스의 횟수보다 크다.
수행되는 절단 에지(34)의 샤프닝은 "노-백 베벨(no back bevel)" 또는 "치즐 에지(chisel edge)" 유형의 샤프닝일 수 있다.
성형 단계는, 블레이드를 분리하지 않고, 각각의 블레이드에 대해 적어도 하나의 브리지 재료를 온전하게 남겨두는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 반제품이 제공되며, 이는 플레이트형 몸체, 예를 들어 시트형 몸체를 포함하고, 복수의 블레이드, 예를 들어, 성형되고, 연결 브리지에 의해 서로에 대해 연결된 블레이드 링크를 단일 피스로 갖는다.
고정구는 공작물을 수용하기 위한 복수의 시트를 포함할 수 있다.
(예를 들어, 블레이드 링크 상에 제조될 경우) 상기 블레이드 부분을 또한 포함하는 관절형 엔드-이펙터의 복수의 링크는 와이어 전기-침식에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 와이어 전기-침식에 의한 관절형 수술용 절단 기구의 제조 방법은: (i) 절단 와이어 및 절단 와이어의 길이방향 연장부를 가로지르는 회전축을 중심으로 절단 와이어에 대해 회전 가능한 고정구를 포함하는 와이어 전기-침식 기계를 제공하는 단계; (ii) 고정구 상에 가공될 복수의 공작물을 조립하는 단계; (iii) 절단 와이어로 적어도 하나의 공작물에 대해 샤프닝 관통 절단을 수행함으로써 상기 복수의 적어도 하나의 공작물의 샤프닝될 적어도 하나의 에지를 샤프닝하는 단계; (iv) 상기 복수의 공작물 중 적어도 일부, 및 전부를 제1 절단면 상에 한 번에 하나씩 성형하는 단계; (v) 상기 복수의 공작물 중 적어도 일부, 및 전부에 대해 절단 와이어를 사용하여 한 번에 하나씩 성형 관통 절단을 연속적으로 수행함으로써, 상기 복수의 공작물의 적어도 일부 또는 전부를 제2 절단면 상에서 재성형하는 단계를 포함한다.
제1 절단면 상에서의 샤프닝 단계와 성형 단계 사이에서, 90°가 아닌 다른 샤프닝 회전 각도로 고정구를 회전시키는 단계가 수행된다. 즉, 제1 절단면 상에서의 샤프닝 단계 및 성형 단계에서는, 고정구가 90°가 아닌 다른 샤프닝 각도의 회전을 완료한 상태이다.
제1 절단면 상에서의 성형 단계와 제2 절단면 상에서의 재성형 단계 사이에는, 바람직하게는 실질적으로 90°와 동일한 회전 각도만큼 고정구를 회전시키는 단계가 포함된다.
상기 복수의 공작물 중 적어도 하나는 소형 실린더 재료일 수 있다.
상기 복수의 공작물 중 적어도 플레이트형 몸체, 예를 들어 스트립 또는 리본 또는 플레이트일 수 있다.
상기 복수의 공작물 중의 공작물의 지그에 대한 배열은, 바람직하게는 절단 와이어가 각각의 절단 단계(즉, 샤프닝, 성형, 및 재성형 단계)에서 한 번에 최대 하나의 공작물과 교차하는 조건을 만족시켜야 한다.
방법은 성형된 피스를 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 별개의 피스를 조각들을 함께 조립하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기에서 피스 중 적어도 하나는 절단 에지를 갖는다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 고정구(또는 지그)는 기계에 대한 고정 부분 및 적어도 하나의 공작물을 수용하기 위한 하우징 부분을 갖는 전기-침식 기계를 위해 제공되며, 여기에서 하우징 부분은 고정 부분에 대하여 회전 가능하다. 회전을 수행하기 위해 모터가 제공될 수 있다.
고정구는 복수의 공작물을 수용할 수 있고, 기계는 적어도 2개의 절단면 상에서 상기 복수의 피스를 개별적으로 처리할 수 있으며, 여기에서 적어도 하나의 절단 프로파일은 성형을 위한 것이다.
고정구는 절단 에지가 적어도 2개의 절단면 상에서 한 번에 하나의 공작물과 교차하도록, 각각의 하우징 시트에 공작물을 배열하도록 구성된다. 고정구는 절단 와이어가 적어도 3개의 절단면 상에서 한 번에 하나의 공작물과 교차하도록, 각각의 하우징 시트에 공작물을 배열하도록 구성될 수 있으며, 여기에서 3개의 절단면 중 2개의 절단면은 서로 직교한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 적어도 하나의 수술 기구를 포함하는 로봇 수술 시스템이 제공된다.
로봇 수술 시스템은 마스터-슬레이브 원격작동 시스템일 수 있다.
로봇 수술 시스템은 자동 시스템일 수 있다.
본 발명의 추가적인 특징부 및 장점은 첨부 도면을 참조하여, 제한이 아닌 지시로서 주어진 바람직한 구현예의 다음 설명으로부터 명백해질 것이다(본 개시에서 "일" 구현예 및 "하나의" 작동 모드에 대한 언급은 반드시 동일한 구현예 또는 작동 모드를 지칭하는 것은 아니라는 점에 유의해야 하고, 적어도 하나의 도면은 전체 도면 수를 간결하게 하고 줄이기 위해 특정 도면을 사용하여 하나 이상의 작동 모드뿐만 아니라 하나 이상의 구현예의 특징부를 나타낼 수 있다는 것을 이해해야 하며, 특정 구현예/작동 모드에 대해 해당 도면의 모든 요소가 필수적인 것은 아니라는 것을 이해해햐 함).
- 도 1은 일 구현예에 따른, 로봇 수술 시스템의 입체도를 도시한다.
- 도 2는 일 구현예에 따른, 수술 기구의 입체도를 도시한다.
- 도 3a 및 3b는 일 구현예에 따른, 2가지 작동 구성에서의 수술 기구의 엔드-이펙터 부분을 각각 개략적으로 도시하며, 여기에서 작동 힘줄은 개략적으로 도시된다.
- 도 4는 일 구현예에 따른, 샤프트의 원위 단부에 엔드-이펙터를 포함하는 수술 기구의 일 부분의 입체도를 도시하며, 여기에서 작동 힘줄은 개략적으로 도시된다.
- 도 5는 일 구현예에 따른, 수술 기구의 엔드-이펙터의 입체도를 도시하며, 여기에서 작동 힘줄은 개략적으로 도시된다.
- 도 6은 일 구현예에 따른, 수술 기구의 엔드-이펙터의 일 부분의 입체도를 도시한다.
- 도 7은 도 6의 엔드-이펙터의 일 부분의 분리된 부분의 입체도를 도시한다.
- 도 8a는 일 구현예에 따른, 샤프트의 원위 단부에 엔드-이펙터를 포함하는 수술 기구의 입체도를 도시하며, 여기에서 작동 힘줄은 개략적으로 도시된다.
- 도 8b는 도 8a의 엔드-이펙터 및 개략적인 작동 힘줄을 도시한다.
- 도 9는 일 구현예에 따른, 엔드-이펙터를 포함하는 수술 기구의 입체도를 도시하며, 여기에서 작동 힘줄은 개략적으로 도시된다.
- 도 10은 일 구현예에 따른, 수술 기구의 엔드-이펙터의 일 부분의 분리된 부분의 평면도를 도시한다.
- 도 11은 도 10의 엔드-이펙터의 일 부분의 조립된 절단 구성에서의 평면도를 도시한다.
- 도 12는 도 11에 도시된 절단 구성에서의 엔드-이펙터의 일 부분의 입체도를 도시한다.
- 도 13a는 도 10의 엔드-이펙터의 일 부분의 블레이드 링크의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 13b는 일 구현예에 따른, 도 10의 엔드-이펙터 부분의 블레이드 홀더 링크의 일 부분의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 14는 일 구현예에 따른, 다양한 기계적 절단 간섭 구성에서의 블레이드 부분 및 카운터-블레이드 부분에 의해 취해진 형태를 평면도로 개략적으로 도시하는 다이어그램이다.
- 도 15a 및 15b는 각각 화살표 A 및 B로 표시된 시점에 따른, 도 11의 엔드-이펙터 부분의 수직 입면도이다.
- 도 16은 도 11의 엔드-이펙터의 일 부분의 분리된 부분의 입체도를 도시한다.
- 도 17a, 17b, 및 17c는 도 11의 엔드-이펙터의 일 부분을 봉합사의 가능한 절단 순서로 도시한다.
- 도 18은 일 구현예에 따른, 수술 기구의 엔드-이펙터의 일 부분의 분리된 부분의 평면도를 도시한다.
- 도 19는 일 구현예에 따른, 수술 기구의 엔드-이펙터의 분리된 부분의 평면도를 도시한다.
- 도 20은 도 19의 엔드-이펙터의 조립된 절단 구성에서의 평면도를 도시한다.
- 도 21은 도 19의 엔드-이펙터의 일 부분의 조립된 구성에서의 입체도를 도시한다.
- 도 22는 도 19의 엔드-이펙터의 일 부분의 카운터-블레이드 링크의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 23은 도 19의 엔드-이펙터의 카운터-블레이드 홀더 링크의 일 부분의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 24는 도 19의 엔드-이펙터의 일 부분의 분리된 부분의 입체도를 도시한다.
- 도 25는 도 24의 엔드-이펙터의 부분의 조립된 구성에서의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 26은 5유로 센트 동전의 표면 상에 위치된 블레이드 링크 및 카운터-블레이드 링크를 나타내는 전자현미경 사진 이미지이다.
- 도 27a는 일 구현예에 따른, 수술 기구의 엔드-이펙터의 일 부분의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 28은 일 구현예에 따른, 수술 기구의 엔드-이펙터의 일 부분의 절단 구성에서의 평면도를 도시한다.
- 도 29a는 일 구현예에 따른, 수술 기구의 엔드-이펙터의 제1 팁의 일 부분의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 29b는 화살표 B로 표시된 시점에 따른, 도 29a의 블레이드 링크의 상세 확대도이다.
- 도 29는 도 29a에 도시된 제1 팁의 부분의 상세 입체도를 도시한다.
- 도 30a는 일 구현예에 따른, 블레이드 링크의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 30b는 일 구현예에 따른, 카운터-블레이드 링크의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 30c는 조립된 구성에서의 도 30a의 블레이드 링크 및 도 30b의 카운터-블레이드 링크를 포함하는 수술 기구의 엔드-이펙터의 일 부분의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 31은 일 구현예에 따른, 샤프트의 원위 단부에 관절화된 엔드-이펙터를 포함하는 수술 기구의 일 부분의 입체도를 도시하며, 여기에서 작동 힘줄은 개략적으로 도시된다.
- 도 32는 일 구현예에 따른, 수술 기구의 엔드-이펙터의 입체도를 도시하며, 여기에서 작동 힘줄은 개략적으로 도시된다.
- 도 33은 도 31의 엔드-이펙터의 일 부분의 입체도를 도시한다.
도 34a 및 34b는 상이한 시점에 따른, 도 33의 엔드-이펙터의 부분의 분리된 부분의 입체도를 도시한다.
- 도 35는 일 구현예에 따른, 수술 기구의 엔드-이펙터의 일 부분의 분리된 부분의 평면도를 도시한다.
- 도 36은 일 구현예에 따른, 다양한 기계적 절단 간섭 구성에서의 도 35의 엔드-이펙터의 블레이드 부분 및 카운터-블레이드 부분에 의해 취해진 형태를 평면도로 개략적으로 도시하는 다이어그램이다.
- 도 37은 개방/폐쇄 자유도가 부분적으로 폐쇄되고 부분적으로 개방된 구성에서의 도 31의 엔드-이펙터 부분의 평면도를 도시하며, 여기에서 작동 힘줄은 개략적으로 도시된다.
- 도 38은 개방/폐쇄 자유도가 폐쇄된 구성에서의 도 37의 엔드-이펙터 부분의 평면도를 도시한다.
- 도 39a는 일 구현예에 따른, 개방/폐쇄 자유도가 부분적으로 폐쇄되고 부분적으로 개방된 구성에서의 수술 기구의 엔드-이펙터 부분의 일 부분의 입체도를 도시한다.
- 도 39b는 화살표 B로 표시된 시점에 따른, 도 39a의 엔드-이펙터를 도시한다.
- 도 39c는 상이한 시점에 따른, 도 39a의 엔드-이펙터의 부분의 입체도를 도시한다.
- 도 39d는 화살표 D로 표시된 시점에 따른, 도 39c의 엔드-이펙터 부분을 도시한다.
- 도 40a는 개방/폐쇄 자유도가 폐쇄된 구성에서의 도 39a의 엔드-이펙터의 부분의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 40b는 화살표 B로 표시된 시점에 따른, 도 40a의 엔드-이펙터 부분을 도시한다.
- 도 40c는 상이한 시점에 따른, 도 40a의 엔드-이펙터의 부분의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 40d는 화살표 D로 표시된 시점에 따른, 도 40c의 엔드-이펙터 부분을 도시한다.
- 도 41은 일 구현예에 따른, 제2 팁의 평면도를 도시한다.
- 도 42는 일 구현예에 따른, 블레이드 홀더 링크의 평면도를 도시한다.
- 도 43은 일 구현예에 따른, 제1 팁을 도시한다.
- 도 44는 도 32의 엔드-이펙터의 일 부분의 입체도를 도시한다.
- 도 45는 도 44의 엔드-이펙터의 부분의 분리된 부분의 입체도를 도시한다.
- 도 46은 일 구현예에 따른, 수술 기구의 엔드-이펙터의 분리된 부분의 평면도를 도시한다.
- 도 47a 및 47b는 제2 팁에 대한 상이한 시점에 따른 도 46의 엔드 이펙터의 입체도를 도시한다.
- 도 48a는 일 구현예에 따른, 개방 구성에서의 엔드-이펙터의 일 부분의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 48b는 화살표 B로 표시된 시점에 따른, 도 48a의 엔드-이펙터의 부분을 도시한다.
- 도 48c는 기계적 절단 간섭 구성에서의 도 48b의 엔드-이펙터의 블레이드 부분 및 제2 팁에 의해 취해진 형태를 평면도로 개략적으로 도시하는 다이어그램이다.
- 도 48d는 도 48a의 엔드-이펙터의 부분의 입체도를 도시한다.
- 도 49a는 부분적으로 폐쇄되고 부분적으로 개방된 구성에서의 도 48a의 엔드-이펙터의 부분의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 49b는 화살표 B로 표시된 시점에 따른, 도 49a의 엔드-이펙터의 부분을 도시한다.
- 도 49c는 기계적 절단 간섭 구성에서의 도 49b의 엔드-이펙터의 블레이드 부분 및 제2 팁에 의해 취해진 형태를 평면도로 개략적으로 도시하는 다이어그램이다.
- 도 49d는 도 49a의 엔드-이펙터의 부분의 입체도를 도시한다.
- 도 50a는 부분적으로 폐쇄된 구성에서의 도 48a의 엔드-이펙터의 부분의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 50b는 화살표 B로 표시된 시점에 따른, 도 50a의 엔드-이펙터의 부분을 도시한다.
- 도 50c는 기계적 절단 간섭 구성에서의 도 50b의 엔드-이펙터의 블레이드 부분 및 제2 팁에 의해 취해진 형태를 평면도로 개략적으로 도시하는 다이어그램이다.
- 도 50d는 도 49a의 엔드-이펙터의 부분의 상세 입체도를 도시한다.
- 도 51은 일 구현예에 따른, 수술 기구의 엔드-이펙터의 분리된 부분의 평면도를 도시한다.
- 도 52a는 일 구현예에 따른, 샤프트의 원위 단부에 엔드-이펙터를 포함하는 수술 기구의 입체도를 도시하며, 여기에서 작동 힘줄은 개략적으로 도시된다.
- 도 52b는 도 8a의 엔드-이펙터 및 개략적인 작동 힘줄을 도시한다.
- 도 53는 일 구현예에 따른, 엔드-이펙터를 포함하는 수술 기구의 입체도를 도시하며, 여기에서 작동 힘줄은 개략적으로 도시된다.
- 도 54는 일 실시예에 따른, 샤프트의 원위 단부에 있는 바늘-드라이버/가위 그리퍼 유형의 수술 기구의 엔드-이펙터를 나타내는 전자현미경 사진 이미지이다.
- 도 55는 일 구현예에 따른, 샤프트의 원위 단부에 있는 가위 유형의 수술 기구의 엔드-이펙터를 나타내는 전자현미경 사진 이미지이다.
- 도 56은 일 구현예에 따른, 블레이드 링크를 나타내는 전자현미경 사진 이미지이다.
- 도 57a 및 57b는 일부 실시예에 따른, 회전 조인트의 평면도를 도시한다.
- 도 57c 및 57d는 일 구현예에 따른, 개방/폐쇄 자유도의 2개의 개방 구성에서의 회전 조인트의 평면도를 도시한다.
- 도 58a, 58b, 58c 및 58d는 소정의 작동 모드에 따른, 제조 방법의 일부 가능한 단계를 도식적으로 나타내는 블록도이다.
- 도 59는 가능한 작동 모드에 따른, 공작물을 조립하는 와이어 전기-침식 기계를 개략적으로 도시한다.
- 도 60a는 가능한 작동 모드에 따른, 와이어 전기-침식 기계의 일 부분의 상면도를 도시한다.
- 도 60a는 일 구현예에 따른, 고정구의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 60c는 도 60b의 고정구의 하우징 부분을 도시한다.
- 도 61a는 가능한 작동 모드에 따른, 샤프닝 단계의 입체도를 도시한다.
- 도 61b는 가능한 작동 모드에 따른, 샤프닝 단계의 종료 시에 공작물을 조립하는 지그의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 61c는 가능한 작동 모드에 따른, 샤프닝 단계를 개략적으로 도시하는 공작물의 단면도이다.
- 도 61d는 가능한 작동 모드에 따른, 샤프닝 단계의 종료 시 공작물의 단면도이다.
- 도 61e는 가능한 작동 모드에 따른, 샤프닝 단계를 개략적으로 도시하는 공작물의 단면도이다.
- 도 61f는 일 구현예에 따른, 샤프닝 단계의 종료 시 공작물의 단면도이다.
- 도 62a는 가능한 작동 모드에 따른, 회전 단계의 입체도를 도시한다.
- 도 62b는 가능한 작동 모드에 따른, 회전 단계의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 63a는 가능한 작동 모드에 따른, 성형 단계의 입체도를 도시한다.
- 도 63b는 도 63a의 원 영역의 상세 확대도이다.
- 도 63c는 가능한 작동 모드에 따른, 샤프닝 및 성형 단계를 거친 공작물의 단면도이다.
- 도 64는 가능한 작동 모드에 따른, 만곡화 단계를 개략적으로 도시한다.
- 도 65는 가능한 작동 모드에 따른, 샤프닝 절단 경로 및 성형 절단 경로의 평면도를 도시한다.
- 도 66a, 66b, 및 66c는 일부 가능한 작동 모드에 따른, 성형 절단 경로를 도시한다.
도 66d는 일 구현예에 따른, 복수의 성형된 블레이드를 포함하는 반제품을 도시한다.
- 도 67a, 67b, 및 67c는 일부 가능한 작동 모드에 따른, 성형 절단 경로를 도시한다.
- 도 67d는 일 구현예에 따른, 복수의 성형된 블레이드를 포함하는 반제품을 도시한다.
- 도 68은 일 구현예에 따른, 수집 바스켓을 나타내는 사진 이미지이다.
- 도 69a, 69b, 및 69c는 가능한 작동 모드에 따른, 일련의 샤프닝, 회전 및 성형 단계를 도시한다.
- 도 70a, 70b, 및 70c는 일부 가능한 작동 모드에 따른, 일련의 샤프닝, 회전 및 성형 단계를 도시한다.
도 71, 72 및 73은 일부 가능한 작동 모드, 및 고정구의 일부 구현예에 따른, 방법의 몇몇 가능한 단계를 도시한다.
- 도 74a, 74b, 및 74c는 일부 가능한 작동 모드에 따른, 일련의 샤프닝, 회전 및 성형 단계를 도시한다.
- 도 74d는 도 74c의 화살표 D로 표시된 시점에 따른 개략도이다.
- 도 75는 복수의 공작물을 조립하는 일 구현예에 따른, 고정구의 입체도이다.
- 도 76은 가능한 작동 모드에 따른, 방법의 가능한 단계를 개략적인 수직 입면도로 도시한다.
- 도 77a, 77b 및 77c는 일부 가능한 작동 모드에 따른, 방법의 일부 가능한 단계를 개략적인 수직 입면도로 도시한다.
- 도 1은 일 구현예에 따른, 로봇 수술 시스템의 입체도를 도시한다.
- 도 2는 일 구현예에 따른, 수술 기구의 입체도를 도시한다.
- 도 3a 및 3b는 일 구현예에 따른, 2가지 작동 구성에서의 수술 기구의 엔드-이펙터 부분을 각각 개략적으로 도시하며, 여기에서 작동 힘줄은 개략적으로 도시된다.
- 도 4는 일 구현예에 따른, 샤프트의 원위 단부에 엔드-이펙터를 포함하는 수술 기구의 일 부분의 입체도를 도시하며, 여기에서 작동 힘줄은 개략적으로 도시된다.
- 도 5는 일 구현예에 따른, 수술 기구의 엔드-이펙터의 입체도를 도시하며, 여기에서 작동 힘줄은 개략적으로 도시된다.
- 도 6은 일 구현예에 따른, 수술 기구의 엔드-이펙터의 일 부분의 입체도를 도시한다.
- 도 7은 도 6의 엔드-이펙터의 일 부분의 분리된 부분의 입체도를 도시한다.
- 도 8a는 일 구현예에 따른, 샤프트의 원위 단부에 엔드-이펙터를 포함하는 수술 기구의 입체도를 도시하며, 여기에서 작동 힘줄은 개략적으로 도시된다.
- 도 8b는 도 8a의 엔드-이펙터 및 개략적인 작동 힘줄을 도시한다.
- 도 9는 일 구현예에 따른, 엔드-이펙터를 포함하는 수술 기구의 입체도를 도시하며, 여기에서 작동 힘줄은 개략적으로 도시된다.
- 도 10은 일 구현예에 따른, 수술 기구의 엔드-이펙터의 일 부분의 분리된 부분의 평면도를 도시한다.
- 도 11은 도 10의 엔드-이펙터의 일 부분의 조립된 절단 구성에서의 평면도를 도시한다.
- 도 12는 도 11에 도시된 절단 구성에서의 엔드-이펙터의 일 부분의 입체도를 도시한다.
- 도 13a는 도 10의 엔드-이펙터의 일 부분의 블레이드 링크의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 13b는 일 구현예에 따른, 도 10의 엔드-이펙터 부분의 블레이드 홀더 링크의 일 부분의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 14는 일 구현예에 따른, 다양한 기계적 절단 간섭 구성에서의 블레이드 부분 및 카운터-블레이드 부분에 의해 취해진 형태를 평면도로 개략적으로 도시하는 다이어그램이다.
- 도 15a 및 15b는 각각 화살표 A 및 B로 표시된 시점에 따른, 도 11의 엔드-이펙터 부분의 수직 입면도이다.
- 도 16은 도 11의 엔드-이펙터의 일 부분의 분리된 부분의 입체도를 도시한다.
- 도 17a, 17b, 및 17c는 도 11의 엔드-이펙터의 일 부분을 봉합사의 가능한 절단 순서로 도시한다.
- 도 18은 일 구현예에 따른, 수술 기구의 엔드-이펙터의 일 부분의 분리된 부분의 평면도를 도시한다.
- 도 19는 일 구현예에 따른, 수술 기구의 엔드-이펙터의 분리된 부분의 평면도를 도시한다.
- 도 20은 도 19의 엔드-이펙터의 조립된 절단 구성에서의 평면도를 도시한다.
- 도 21은 도 19의 엔드-이펙터의 일 부분의 조립된 구성에서의 입체도를 도시한다.
- 도 22는 도 19의 엔드-이펙터의 일 부분의 카운터-블레이드 링크의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 23은 도 19의 엔드-이펙터의 카운터-블레이드 홀더 링크의 일 부분의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 24는 도 19의 엔드-이펙터의 일 부분의 분리된 부분의 입체도를 도시한다.
- 도 25는 도 24의 엔드-이펙터의 부분의 조립된 구성에서의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 26은 5유로 센트 동전의 표면 상에 위치된 블레이드 링크 및 카운터-블레이드 링크를 나타내는 전자현미경 사진 이미지이다.
- 도 27a는 일 구현예에 따른, 수술 기구의 엔드-이펙터의 일 부분의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 28은 일 구현예에 따른, 수술 기구의 엔드-이펙터의 일 부분의 절단 구성에서의 평면도를 도시한다.
- 도 29a는 일 구현예에 따른, 수술 기구의 엔드-이펙터의 제1 팁의 일 부분의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 29b는 화살표 B로 표시된 시점에 따른, 도 29a의 블레이드 링크의 상세 확대도이다.
- 도 29는 도 29a에 도시된 제1 팁의 부분의 상세 입체도를 도시한다.
- 도 30a는 일 구현예에 따른, 블레이드 링크의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 30b는 일 구현예에 따른, 카운터-블레이드 링크의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 30c는 조립된 구성에서의 도 30a의 블레이드 링크 및 도 30b의 카운터-블레이드 링크를 포함하는 수술 기구의 엔드-이펙터의 일 부분의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 31은 일 구현예에 따른, 샤프트의 원위 단부에 관절화된 엔드-이펙터를 포함하는 수술 기구의 일 부분의 입체도를 도시하며, 여기에서 작동 힘줄은 개략적으로 도시된다.
- 도 32는 일 구현예에 따른, 수술 기구의 엔드-이펙터의 입체도를 도시하며, 여기에서 작동 힘줄은 개략적으로 도시된다.
- 도 33은 도 31의 엔드-이펙터의 일 부분의 입체도를 도시한다.
도 34a 및 34b는 상이한 시점에 따른, 도 33의 엔드-이펙터의 부분의 분리된 부분의 입체도를 도시한다.
- 도 35는 일 구현예에 따른, 수술 기구의 엔드-이펙터의 일 부분의 분리된 부분의 평면도를 도시한다.
- 도 36은 일 구현예에 따른, 다양한 기계적 절단 간섭 구성에서의 도 35의 엔드-이펙터의 블레이드 부분 및 카운터-블레이드 부분에 의해 취해진 형태를 평면도로 개략적으로 도시하는 다이어그램이다.
- 도 37은 개방/폐쇄 자유도가 부분적으로 폐쇄되고 부분적으로 개방된 구성에서의 도 31의 엔드-이펙터 부분의 평면도를 도시하며, 여기에서 작동 힘줄은 개략적으로 도시된다.
- 도 38은 개방/폐쇄 자유도가 폐쇄된 구성에서의 도 37의 엔드-이펙터 부분의 평면도를 도시한다.
- 도 39a는 일 구현예에 따른, 개방/폐쇄 자유도가 부분적으로 폐쇄되고 부분적으로 개방된 구성에서의 수술 기구의 엔드-이펙터 부분의 일 부분의 입체도를 도시한다.
- 도 39b는 화살표 B로 표시된 시점에 따른, 도 39a의 엔드-이펙터를 도시한다.
- 도 39c는 상이한 시점에 따른, 도 39a의 엔드-이펙터의 부분의 입체도를 도시한다.
- 도 39d는 화살표 D로 표시된 시점에 따른, 도 39c의 엔드-이펙터 부분을 도시한다.
- 도 40a는 개방/폐쇄 자유도가 폐쇄된 구성에서의 도 39a의 엔드-이펙터의 부분의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 40b는 화살표 B로 표시된 시점에 따른, 도 40a의 엔드-이펙터 부분을 도시한다.
- 도 40c는 상이한 시점에 따른, 도 40a의 엔드-이펙터의 부분의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 40d는 화살표 D로 표시된 시점에 따른, 도 40c의 엔드-이펙터 부분을 도시한다.
- 도 41은 일 구현예에 따른, 제2 팁의 평면도를 도시한다.
- 도 42는 일 구현예에 따른, 블레이드 홀더 링크의 평면도를 도시한다.
- 도 43은 일 구현예에 따른, 제1 팁을 도시한다.
- 도 44는 도 32의 엔드-이펙터의 일 부분의 입체도를 도시한다.
- 도 45는 도 44의 엔드-이펙터의 부분의 분리된 부분의 입체도를 도시한다.
- 도 46은 일 구현예에 따른, 수술 기구의 엔드-이펙터의 분리된 부분의 평면도를 도시한다.
- 도 47a 및 47b는 제2 팁에 대한 상이한 시점에 따른 도 46의 엔드 이펙터의 입체도를 도시한다.
- 도 48a는 일 구현예에 따른, 개방 구성에서의 엔드-이펙터의 일 부분의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 48b는 화살표 B로 표시된 시점에 따른, 도 48a의 엔드-이펙터의 부분을 도시한다.
- 도 48c는 기계적 절단 간섭 구성에서의 도 48b의 엔드-이펙터의 블레이드 부분 및 제2 팁에 의해 취해진 형태를 평면도로 개략적으로 도시하는 다이어그램이다.
- 도 48d는 도 48a의 엔드-이펙터의 부분의 입체도를 도시한다.
- 도 49a는 부분적으로 폐쇄되고 부분적으로 개방된 구성에서의 도 48a의 엔드-이펙터의 부분의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 49b는 화살표 B로 표시된 시점에 따른, 도 49a의 엔드-이펙터의 부분을 도시한다.
- 도 49c는 기계적 절단 간섭 구성에서의 도 49b의 엔드-이펙터의 블레이드 부분 및 제2 팁에 의해 취해진 형태를 평면도로 개략적으로 도시하는 다이어그램이다.
- 도 49d는 도 49a의 엔드-이펙터의 부분의 입체도를 도시한다.
- 도 50a는 부분적으로 폐쇄된 구성에서의 도 48a의 엔드-이펙터의 부분의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 50b는 화살표 B로 표시된 시점에 따른, 도 50a의 엔드-이펙터의 부분을 도시한다.
- 도 50c는 기계적 절단 간섭 구성에서의 도 50b의 엔드-이펙터의 블레이드 부분 및 제2 팁에 의해 취해진 형태를 평면도로 개략적으로 도시하는 다이어그램이다.
- 도 50d는 도 49a의 엔드-이펙터의 부분의 상세 입체도를 도시한다.
- 도 51은 일 구현예에 따른, 수술 기구의 엔드-이펙터의 분리된 부분의 평면도를 도시한다.
- 도 52a는 일 구현예에 따른, 샤프트의 원위 단부에 엔드-이펙터를 포함하는 수술 기구의 입체도를 도시하며, 여기에서 작동 힘줄은 개략적으로 도시된다.
- 도 52b는 도 8a의 엔드-이펙터 및 개략적인 작동 힘줄을 도시한다.
- 도 53는 일 구현예에 따른, 엔드-이펙터를 포함하는 수술 기구의 입체도를 도시하며, 여기에서 작동 힘줄은 개략적으로 도시된다.
- 도 54는 일 실시예에 따른, 샤프트의 원위 단부에 있는 바늘-드라이버/가위 그리퍼 유형의 수술 기구의 엔드-이펙터를 나타내는 전자현미경 사진 이미지이다.
- 도 55는 일 구현예에 따른, 샤프트의 원위 단부에 있는 가위 유형의 수술 기구의 엔드-이펙터를 나타내는 전자현미경 사진 이미지이다.
- 도 56은 일 구현예에 따른, 블레이드 링크를 나타내는 전자현미경 사진 이미지이다.
- 도 57a 및 57b는 일부 실시예에 따른, 회전 조인트의 평면도를 도시한다.
- 도 57c 및 57d는 일 구현예에 따른, 개방/폐쇄 자유도의 2개의 개방 구성에서의 회전 조인트의 평면도를 도시한다.
- 도 58a, 58b, 58c 및 58d는 소정의 작동 모드에 따른, 제조 방법의 일부 가능한 단계를 도식적으로 나타내는 블록도이다.
- 도 59는 가능한 작동 모드에 따른, 공작물을 조립하는 와이어 전기-침식 기계를 개략적으로 도시한다.
- 도 60a는 가능한 작동 모드에 따른, 와이어 전기-침식 기계의 일 부분의 상면도를 도시한다.
- 도 60a는 일 구현예에 따른, 고정구의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 60c는 도 60b의 고정구의 하우징 부분을 도시한다.
- 도 61a는 가능한 작동 모드에 따른, 샤프닝 단계의 입체도를 도시한다.
- 도 61b는 가능한 작동 모드에 따른, 샤프닝 단계의 종료 시에 공작물을 조립하는 지그의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 61c는 가능한 작동 모드에 따른, 샤프닝 단계를 개략적으로 도시하는 공작물의 단면도이다.
- 도 61d는 가능한 작동 모드에 따른, 샤프닝 단계의 종료 시 공작물의 단면도이다.
- 도 61e는 가능한 작동 모드에 따른, 샤프닝 단계를 개략적으로 도시하는 공작물의 단면도이다.
- 도 61f는 일 구현예에 따른, 샤프닝 단계의 종료 시 공작물의 단면도이다.
- 도 62a는 가능한 작동 모드에 따른, 회전 단계의 입체도를 도시한다.
- 도 62b는 가능한 작동 모드에 따른, 회전 단계의 수직 입면도를 도시한다.
- 도 63a는 가능한 작동 모드에 따른, 성형 단계의 입체도를 도시한다.
- 도 63b는 도 63a의 원 영역의 상세 확대도이다.
- 도 63c는 가능한 작동 모드에 따른, 샤프닝 및 성형 단계를 거친 공작물의 단면도이다.
- 도 64는 가능한 작동 모드에 따른, 만곡화 단계를 개략적으로 도시한다.
- 도 65는 가능한 작동 모드에 따른, 샤프닝 절단 경로 및 성형 절단 경로의 평면도를 도시한다.
- 도 66a, 66b, 및 66c는 일부 가능한 작동 모드에 따른, 성형 절단 경로를 도시한다.
도 66d는 일 구현예에 따른, 복수의 성형된 블레이드를 포함하는 반제품을 도시한다.
- 도 67a, 67b, 및 67c는 일부 가능한 작동 모드에 따른, 성형 절단 경로를 도시한다.
- 도 67d는 일 구현예에 따른, 복수의 성형된 블레이드를 포함하는 반제품을 도시한다.
- 도 68은 일 구현예에 따른, 수집 바스켓을 나타내는 사진 이미지이다.
- 도 69a, 69b, 및 69c는 가능한 작동 모드에 따른, 일련의 샤프닝, 회전 및 성형 단계를 도시한다.
- 도 70a, 70b, 및 70c는 일부 가능한 작동 모드에 따른, 일련의 샤프닝, 회전 및 성형 단계를 도시한다.
도 71, 72 및 73은 일부 가능한 작동 모드, 및 고정구의 일부 구현예에 따른, 방법의 몇몇 가능한 단계를 도시한다.
- 도 74a, 74b, 및 74c는 일부 가능한 작동 모드에 따른, 일련의 샤프닝, 회전 및 성형 단계를 도시한다.
- 도 74d는 도 74c의 화살표 D로 표시된 시점에 따른 개략도이다.
- 도 75는 복수의 공작물을 조립하는 일 구현예에 따른, 고정구의 입체도이다.
- 도 76은 가능한 작동 모드에 따른, 방법의 가능한 단계를 개략적인 수직 입면도로 도시한다.
- 도 77a, 77b 및 77c는 일부 가능한 작동 모드에 따른, 방법의 일부 가능한 단계를 개략적인 수직 입면도로 도시한다.
본 명세서 전반에 걸쳐, "일 구현예"에 대한 언급은 해당 구현예와 관련하여 설명되는 특정 특징부, 구조 또는 기능이 본 발명의 적어도 하나의 구현예에 포함됨을 나타내는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서의 여러 부분들에서의 "일 구현예에서"라는 문구는 이들 모두가 반드시 동일한 구현예를 지칭할 것을 요구하지 않는다. 이에 더하여, 상이한 도면에 도시된 것과 같은 특정 특징부, 구조 또는 기능은 명백하게 달리 명시되지 않는 한, 하나 이상의 구현예에서 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다. 유사하게, 본 명세서 전반에 걸쳐, "일 작동 모드"에 대한 언급은 해당 작동 모드와 연결하여 설명되는 특정 특징부, 구조 또는 기능이 본 발명의 적어도 하나의 작동 모드에 포함됨을 나타내는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서의 여러 부분들에서의 "일 작동 모드에서"라는 문구는 이들 모두가 반드시 동일한 작동 모드를 지칭할 것을 요구하지 않는다. 이에 더하여, 상이한 도면에 도시된 것과 같은 특정 특징부, 구조 또는 기능은 하나 이상의 작동 모드에서 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다.
일반적인 구현예에 따르면, 절단 작동을 수행하도록 적용된 수술 기구(1)가 제공된다. 상기 수술 기구(1)는 로봇 수술에 특히 적합하지만, 이에 대해 유일하게 의도되는 것은 아니며, 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 로봇 수술 시스템(101)의 전동 액추에이터를 포함하는 로봇 매니퓰레이터(103)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 수술 기구(1)는 기계식 및 수동식 제어 장치 및 작동 장치와 연관될 수 있다.
상기 수술 기구(1)를 포함하는 로봇 수술 시스템(101)은 로봇 미세수술 작동에 특히 적합하지만, 이에 대해 유일하게 의도되는 것은 아니다. 로봇 수술 시스템(101)은 로봇 복강경 수술을 위해 의도될 수 있다.
상기 수술 기구(1)는 관절형 엔드-이펙터(9), 즉 관절형 단부 장치(9)를 포함한다. 일 구현예에 따르면, 상기 수술 기구(1)는 샤프트(7) 또는 로드(7) 및 샤프트(7)의 원위 단부(8)에 있는 상기 관절형 엔드-이펙터(9)를 포함한다. 샤프트(7)는 반드시 강성 샤프트일 필요는 없으며, 예를 들어 굽혀질 수 있는 샤프트 및/또는 관절형 샤프트일 수 있지만, 바람직한 구현예에 따르면, 상기 샤프트(7)는 강성 샤프트이다. 수술 기구(1)의 근위 인터페이스 부분(104) 또는 후단부 부분(104)은 샤프트(7)의 근위 단부(102)에 제공되어, 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 로봇 수술 시스템(101)의 로봇 매니퓰레이터(103)와의 인터페이스를 형성할 수 있다. 멸균 배리어가 로봇 매니퓰레이터와 수술 기구의 근위 인터페이스 부분(104) 사이에 개재될 수 있다. 예를 들어, 상기 근위 인터페이스 부분(104)은 로봇 매니퓰레이터(103)에 의해 부여된 구동 작용을 수신하고 이를 관절형 엔드-이펙터(9)로 전송하기 위한 인터페이스 전송 요소의 세트를 포함할 수 있다. 일 구현예에 따르면, 수술 기구(1)는 로봇 수술 시스템(101)의 로봇 매니퓰레이터(103)와 탈착식으로 연관된다.
샤프트(7)의 원위 단부(8)에 있는 관절형 엔드-이펙터(9)는, 근위 인터페이스부(104)로부터 샤프트(7) 내의 관절형 엔드-이펙터(9)로 연장되고 관절형 엔드-이펙터(9)의 적어도 일부의 링크 상에 제공되는 종결 시트에서 종료되는, 길항 작동 힘줄의 다수의 쌍에 의해 움직일 수 있는 하나 이상의 회전 조인트에서 서로에 대해 관절화된 복수의 링크를 포함할 수 있다. 길항 힘줄의 하나 이상의 쌍의 작동 힘줄의 쌍은 기구의 근위 인터페이스 부분(104)으로부터 기기의 관절형 엔드-이펙터의 링크로의 왕복 경로를 형성하는 단일 힘줄로 획득될 수 있다.
바람직하게는, 용어 "링크"는 단일 피스로 제조된 몸체, 즉 단일블록 몸체를 지칭한다.
관절형 엔드-이펙터(9)를 형성하는 모든 링크들이 서로에 대해 및/또는 샤프트(7)의 원위 단부(8)에 대해 반드시 관절형, 즉 움직일 필요는 없다.
예를 들어, 상기 엔드-이펙터(9)는 현장에서 널리 채택되는 용어에 따른 "롤-피치-요(roll-pitch-yaw)" 유형의 관절형 커프일 수 있다. 예를 들어, 상기 엔드-이펙터(9)는 "스네이크(snake)" 유형의 관절형 엔드-이펙터(9)일 수 있으며, 즉, 다수의 동일평면 및/또는 비평면 회전 조인트를 포함할 수 있다.
수술 기구(1)의 상기 관절형 엔드-이펙터(9)는 지지 구조체를 포함한다. 지지 구조체는 제1 갈래(3)를 포함하는 갈래(3, 4) 및 지지 포크를 형성하는 제2 갈래(4)를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 지지 포크는 단일 피스로 제조된다; 즉, 상기 2개의 갈래(3, 4)는 단일 피스로 제조된다. 바람직한 구현예에 따르면, 상기 관절형 엔드-이펙터(9)는 상기 2개의 갈래(3, 4)를 포함하는 상기 지지 포크를 포함하는 지지 링크(2)를 포함한다.
도 4, 및 예를 들어, 도 31에 도시된 바와 같은 일 구현예에 따르면, 예를 들어, 상기 갈래(3, 4)를 갖는 지지 포크를 포함하는 지지 링크(2)는, 샤프트(7)에 대해 별도의 피스이며, 공통 근위 회전축(P-P) 또는 피치 축(P-P)(여기에서 용어 "피치"는 임의로 사용되며 공통 회전축(P-P)의 모든 배향을 나타낼 수 있음)을 중심으로 샤프트(7)에 대해 지지 링크(2)에 대해 관절화된 2개의 갈래(91, 92)을 포함하는 샤프트(7)의 원위 단부에서 고정 장치(94)(해당 예에서는 한 쌍의 고정 핀(94)으로 도시되지만, 대안적으로 고정 장치(94)는 플러그, 리벳, 스테이플, 하나 이상의 나사산 요소, 상호잠금 프로파일 등을 포함할 수 있음)에 의해 견고하게 고정된 추가의 연결 링크(90)의 샤프트(7)의 원위 단부(8)와 지지 링크(2) 사이의 개재에 의해, 이에 대해 관절화된다. 따라서, 이러한 경우, 갈래(3, 4)는 샤프트(7)의 원위 단부(8)에 대해 관절화된다.
도 8a 및 8b, 및 예를 들어, 도 52a 및 52b에 도시된 바와 같은 일 구현예에 따르면, 예를 들어, 상기 갈래(3, 4)를 갖는 지지 포크를 포함하는 지지 링크(2)는 샤프트(7)에 대하여 별개의 피스이며, 고정 장치(94)(해당 예에서는 한 쌍의 핀으로 도시됨)에 의해 이에 견고하게 고정된다(즉, 관절화되지 않음). 따라서, 이러한 경우, 갈래(3 및 4)는 샤프트(7)의 원위 단부(8)에 일체화된다.
도 9, 및 예를 들어, 도 53에 도시된 바와 같은 일 구현예에 따르면, 예를 들어, 상기 갈래(3, 4)를 포함하는 지지 구조체 또는 포크는 샤프트(7)의 원위 단부(8)와 함께 일체형으로 형성된다. 따라서, 이러한 경우, 갈래(3, 4)는 샤프트(7)의 원위 단부(8)에 대해 일체형이고, 관절형 엔드-이펙터(9)는 2개의 갈래(3, 4)를 갖는 샤프트(7)의 원위 단부(8)를 추가로 포함한다; 즉, 본 개시의 목적을 위해, 그리고 이러한 구현예에서, 2개의 갈래(3)를 포함하는 샤프트(7)의 원위 단부(8)는 관절형 엔드-이펙터(9)에 속하는 것으로 이해된다.
수술 기구(1)의 상기 관절형 엔드-이펙터(9)는 제1 근위 부착 루트(11) 및 제1 원위 자유 단부(12)를 포함하는 제1 팁 몸체(10) 또는 제1 팁(10)을 포함한다. 제1 팁(10)의 몸체는 반드시 일체형으로 제조되는 것은 아니지만, 일 구현예에 따르면, 제1 팁(10)의 몸체는 단일 피스로 제조되며, 이에 의해 제1 팁 링크를 형성한다.
수술 기구(1)의 상기 관절형 엔드-이펙터(9)는 제2 근위 부착 루트(21) 및 제2 원위 자유 단부(22)를 포함하는 제2 팁 몸체(20) 또는 제2 팁(20)을 추가로 포함한다. 제2 팁(20)의 몸체는 반드시 일체형으로 제조되는 것은 아니지만, 일 구현예에 따르면, 제2 팁(20)의 몸체는 단일 피스로 제조되며, 이에 의해 제2 팁 링크를 형성한다.
제1 및 제2 팁(10, 20)의 원위 단부(12, 21)는 반드시 자유 단부일 필요는 없으며, 예를 들어, 변형예에 따르면, 상기 원위 단부(12, 22) 중 적어도 하나는 예를 들어 팬터그래프(pantograph) 메카니즘의 힌지 및/또는 레일에 의해 가이드되거나 구속된다. 바람직한 구현예에 따르면, 제1 및 제2 팁(10, 20)의 원위 단부(12, 21)는 수술 기구의 원위 종결 자유 단부이다.
바람직하게는, 상기 제1 및 제2 팁(10, 20)은 각각 세장형 몸체를 갖고, 상기 제1 및 제2 팁(10, 20)의 세장형 몸체는 각각의 근위 부분, 또는 루트(11, 21)에서 서로에 대해 구속되어 공통 회전축(Y-Y)을 중심으로 회전하며, 이는 적어도 하나의 절단 작동을 수행하도록 적용된 관절형 엔드-이펙터(9)의 종결 파지 장치를 형성하도록 의도된다. 따라서, 루트(11, 21)는 공통 회전축(Y-Y)의 회전 조인트를 형성하도록 적용되고, 바람직하게는 루트의 레벨, 즉 관절 핀(5)에서, 또는 이에 근접하여 탄성 변형을 수용하기 위한 시트가 생성되는 것을 방지하도록 탄성 요소를 갖지 않는다.
상기 지지 구조체, 제1 팁(10) 및 제2 팁(20)은 공통 회전축(Y-Y)과 일치 또는 평행한 축 방향을 정의하는 공통 회전축(Y-Y)에서 함께 관절화된다.
바람직하게는, 표현의 명확성을 위해, 공통 회전축(Y-Y)의 방향과 일치하거나 평행한 축 방향이 정의된다. 바람직하게는, 표현의 명확성을 위해, 제1 팁(10)을 기준으로, 축 방향을 따라 제2 팁(20)을 향하는 내부 축 방향 또한 정의되며, 유사하게 상기 내부 축 방향은 제2 팁(20)을 기준으로, 반대 방향, 즉 제1 팁(10)을 향하게 된다.
근위 및 원위 방향(또는 방향 감각)은 도 2의 화살표로 표시된 바와 같이, 해당 용어의 통상적인 의미에 따라 지칭하는 것으로 이해되어야 한다.
바람직하게는, 표현의 명확성을 위해, 용어 "방사상"은 공통 회전축(Y-Y) 및 이에 대한 입사 방향에 실직적으로 수직인 방향을 지칭한다. 바람직하게는, 표현의 명확성을 위해, 이는 또한 제1 팁(10)의 세장형 몸체의 길이방향 연장 방향 및/또는 제2 팁(20)의 세장형 몸체의 길이방향 연장 방향과 국부적으로 일치할 뿐만 아니라, 전체적으로 수술 기구(1)의 길이방향 연장 방향과 실질적으로 일치할 수 있는 길이방향을 의미한다.
제1 팁(10)의 상기 제1 루트(11) 및 제2 팁(20)의 상기 제2 루트(21)는 축 방향으로 서로에 대해 옆에 있다.
제1 팁(10)의 상기 제1 루트(11) 및 제2 팁(20)의 상기 제2 루트(21)는 지지 구조체의 상기 갈래(3, 4) 사이에 전역적으로 개재된다. 즉, 제1 팁(10)의 상기 제1 루트(11)와 제2 팁(20)의 상기 제2 루트(21)에 의해 형성된 어셈블리는 지지 구조체의 상기 갈래(3, 4) 사이에 개재된다.
제1 팁(10)의 제1 루트(11) 및 제2 팁(20)의 제2 루트(21)는, 지지 구조체의 갈래(3, 4)에 대해, 지지 구조체와 상기 제1 팁(10) 및 상기 제2 팁(20)에 의해 형성된 어셈블리 사이의 배향(Y)의 자유도를 정의하는 상기 공통 회전축(Y-Y)을 중심으로 관절화된다. 따라서, 공통 회전축(Y-Y)(또는 이의 직선 연장부)은 상기 2개의 갈래(3, 4) 및 상기 제1 및 제2 루트(11, 12)와 교차하며, 관절 핀(5)에 의해 정의될 수 있다. 지지 구조체는 바람직하게는 강성, 즉 예를 들어 강성 지지 포크이고, 갈래(3, 4)의 상대적 위치가 고정식으로 결정된다.
이에 더하여, 제1 팁(10)의 제1 루트(11) 및 제2 팁(20)의 제2 루트(21)는 상기 공통 회전축(Y-Y)을 중심으로 서로에 대해 관절화되며, 이는 절단 작동을 가하기 위한 제1 팁(10)과 제2 팁(20) 사이의 상대적인 개방/폐쇄 자유도(G)(또는 절단 자유도(G) 또는 널리 채택된 용어에 따른 그립 자유도(G). 단, 해당 자유도의 활성화가 반드시 파지 동작으로 이어지는 것은 아님)를 정의한다. 이에 의해, 제1 자유 단부(12) 및 제2 자유 단부(22)는 개방/폐쇄 방향, 즉 상대적 접근/이격 방향으로 상대적으로 이동할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 팁(10)은 제1 자유 단부(12)와 일체로 회전하는 절단 에지(34)를 포함하고, 상기 제2 팁(20)은 제2 자유 단부(22)와 일체로 회전하는 카운터-블레이드 부분(24)를 포함한다. 바람직하게는, 카운터-블레이드 부분(24)은 축 방향으로 내측을 향하는 카운터-블레이드 표면(24)을 포함한다.
제1 팁(10)의 몸체의 블레이드 부분(14)은 축 방향으로 탄성으로 굽혀질 수 있으며, 제2 팁(20)의 상기 카운터-블레이드 부분(24)는 상기 제1 팁(10)의 몸체를 축 방향으로 탄성적으로 굽힘으로써 상기 절단 에지(34)에 대해 접하도록 적용된다. 바람직하게는, 블레이드 부분(14)은 일체식으로 상기 절단 에지(34)를 포함하는 제1 팁(10)의 몸체의 일부이다; 즉 절단 에지(34)는 제1 팁(10)의 몸체의 블레이드 부분(14)에 속한다.
이에 의해, 제1 팁(10)의 상기 절단 에지(34) 및 제2 팁(20)의 상기 카운터-블레이드 부분(24)은 기계적 간섭 접촉 조건에 도달하여 절단 작동을 가하게 된다.
절단 에지(34)와 카운터-블레이드 부분(24) 사이의 기계적 간섭 접촉은 절단 작동을 초래하는 동시에 제1 팁(10)의 몸체의 블레이드 부분(14)을 굽힘 변형시킨다. 절단 작동 동안, 바람직하게는 제1 팁(10)의 몸체의 블레이드 부분(14)의 굽힘 변형은 축 방향으로 지향된다; 즉, 이는 공통 회전축(Y-Y)에 대해 실질적으로 평행으로 지향된다.
제1 팁(10)과 제2 팁(20)이 실질적으로 폐쇄된 구성일 경우, 블레이드 부분(14)의 변형된 구성은, 제1 팁(10) 및 제2 팁(20)이 부분적으로 폐쇄되고 부분적으로 개방된 구성일 경우의 블레이드 부분(14)의 구성에 비해, 최대한으로, 어떠한 경우에라도 이에 비해 더 굽혀진다. 바람직하게는 그러나 반드시 그런 것은 아니지만, 개방 각도가 최대로 개방되고 블레이드 부분(14)이 자유로울 경우, 절단 에지(34)는 직선이고, 블레이드 부분(14)는 실질적으로 평면인 구성을 갖는다.
절단 에지(34)와 카운터-블레이드 부분(24) 사이의 적어도 하나의 접점(POC)은, 바람직하게는 개방/폐쇄 자유도(G)의 자유도의 개방 각도의 함수로서 위치 및/또는 크기가 변동되며, 바람직하게는 개방 각도가 감소함에 따라 원위 방향으로 이동하는 경향을 가지며, 이에 따라 블레이드 부분(14)의 몸체의 탄성 변형에 의한 굽힘이 돌출된다.
"접점(POC)"은, 바람직하게는 절단 에지(34)와 카운터-블레이드 부분(24) 사이의 접촉 영역의 최단 부분을 의미하지만, 접촉 영역은 일 구현예의 일부 구성에서의 일 지점과 유사할 수 있다.
탄성적으로 변형가능한 벤딩 절단 에지(34)은 날카로울 수 있다; 즉, 이는 블레이드 부분(14)의 몸체의 두께에 비해 국부적으로 감소된 두께 및/또는 이의 단면에서 예리한 형태를 갖도록 샤프닝을 거칠 수 있다. 예를 들어, 블레이드 부분(14)의 단면은 절단 에지(34)에서 블레이드 링크의 면이 30° 내지 60°의 범위로 이들 사이에 각도를 형성하는 뾰족한 형상을 갖는다. 바람직하게는, 제1 팁(10)의 절단 에지(34)는 카운터-블레이드 부분(24)이 축 방향을 향해 위치되는, 제1 팁(10)의 블레이드 부분(14)의 축 방향의 블레이드 표면(35)과 같은 높이가 되도록 샤프닝된다. 즉, 제1 팁(10)의 몸체의 블레이드 부분(14)은 축 방향 내측을 향하는 블레이드 표면(35) 및 블레이드 표면(35)의 에지를 형성하는 상기 절단 에지(34)를 포함한다.
절단 작동 동안, 블레이드 부분(14)의 블레이드 표면(35)은 이의 적어도 하나의 부분에서 카운터-블레이드 부분(24)과 접촉할 수 있으며, 개방/폐쇄 방향(G)으로 실질적으로 지향된 마찰력을 교환할 수 있다.
바람직한 구현예에 따르면, 제2 팁(20)의 상기 카운터-블레이드 부분(24)은 제1 팁(10)을 굽히도록 축 방향으로 돌출된다. 이러한 돌출된 카운터-블레이드 부분(24)를 포함시킴으로써, 이는 제1 팁(10)의 절단 에지(34)에 접하게 되어, 제1 팁(10)의 몸체를 굽힐 수 있게 된다.
일 구현예에 따르면, 카운터-블레이드 부분(24)의 돌출부는 제2 팁(20)의 몸체의 길이방향 연장부를 따라 원위 방향으로 돌출된다.
일 구현예에 따르면, 상기 카운터-블레이드 부분(24)은 축 방향 내측을 향하는 오목부를 갖는 만곡형 돌출 표면을 포함한다.
일 구현예에 따르면, 제2 팁(20)의 카운터-블레이드 부분(24)는 제1 팁(10)의 블레이드 부분(14)의 회전식 접근 풋프린트를 향하여 돌출되어, 카운터-블레이드 부분(24)이 절단 에지(34)와 기계적 간섭 접촉 상태에 있을 때 블레이드 부분(14)를 탄성적으로 굽힌다. 즉, 카운터-블레이드 부분(24)는 축 방향 내측으로 돌출된다. 일 구현예에 따르면, 상기 카운터-블레이드 부분(24)의 돌출은 원위 방향을 향하여, 즉 제2 팁(20)의 길이방향 연장부를 따라 공통 회전축(Y-Y)으로부터 멀어지는 방향으로 돌출되고, 바람직하게는 상기 돌출부는 제1 팁(10)의 블레이드 부분(14)의 원위 단부(32)에 있거나 이에 최대한 근접한다.
바람직하게는, 용어 "회전식 접근 풋프린트"는 그립 자유도(G)의 폐쇄의 상대적 회전 운동 동안 요소의 몸체에 의해 점유될 수 있는 공간의 부피를 나타내는 것으로 의도된다.
블레이드 부분(14) 및 이에 따르는 제1 팁(10)의 블레이드면(35)은 평면 부분일 필요는 없으며, 즉 평면 상에 놓일 필요는 없으며, 만곡형 또는 아치형 부분일 수 있지만, 일 구현예에 따르면 블레이드 부분(14)은 평면 부분이다.
일 구현예에 따르면, 블레이드 부분(14)의 몸체는 주 2차원 연장부를 가지며, 즉 바람직하게는 평평하거나 아치형으로 놓인 표면 상에 놓이며, 바람직하게는 평평하거나 아치형으로 놓인 표면 상의 연장부에 대하여 실질적으로 감소된 두께를 갖는다.
일 구현예에 따르면, 블레이드 부분(14)의 절단 에지(34)는 바람직하게는 평평하거나 아치형으로 놓인 표면에서 실질적으로 직선이며, 블레이드 부분(14)의 몸체의 놓여지는 표면의 오목해지는 것을 회피한다.
바람직하게는, 블레이드 부분(14)의 두께는 제1 팁(10)의 제1 루트(11) 및 제2 팁(20)의 제2 루트(21)의 두께보다 상당히 얇으며, 블레이드 부분(14)이 작동 조건에 있을 때 절단 에지(34)의 길이방향 연장부를 가로질러, 특히 블레이드 부분(14)의 두께 방향으로 탄성적으로 굽혀질 수 있도록 선택된다. 특히, 블레이드 부분(14)은 바람직하게는 제2 팁(20)의 몸체보다 더 굽혀질 수 있으며, 또한 바람직하게는 카운터-블레이드 부분(24)의 몸체보다 더 굽혀질 수 있다. 블레이드 부분(14)의 굽힘성 및 따라서 절단 에지(34)의 굽힘성은 이의 두께의 방향, 즉, 평평하든 아치형이든, 블레이드 부분(14)이 놓여 있는 표면에 대해 직교하는 방향에 대한 것으로 이해된다. 예를 들어, 블레이드 부분(14)은 놓여 있는 평면 내로 빠져나가는/진입하는 방향으로 향하는 오목부를 갖는 아치형, 즉 오목한 형태를 가지며, 이러한 경우 블레이드 부분(14)의 몸체가 놓인 표면은 블레이드 표면(35)과 마찬가지로 아치형 표면이다.
블레이드 부분(14) 및 이에 따르는 절단 에지(34)가 놓여 있는 표면에서 반드시 탄성적으로 변형될 수 있어야 하는 것은 아니다; 즉, 이의 두께에 직교하는 방향으로의 굽힘성이 반드시 포함되어야 하는 것은 아니다.
블레이드 표면(35)의 레벨에서의 블레이드 부분(14)의 몸체의 두께(본 평가에서는 언급된 바와 같이 바람직하게 샤프닝된 절단 에지(34)의 두께는 제외됨)와 제1 팁(10)의 제1 루트(11)의 두께 및/또는 제2 팁(20)의 제2 루트(21)의 두께 사이의 비율은 1/5 내지 1/20 사이일 수 있다. 절대값으로, 블레이드 부분(14)의 두께는 0.1 mm 내지 0.5 mm일 수 있으며, 일 구현예에 따르면 실질적으로 0.2 mm와 동일할 수 있다,
전술한 바와 같이, 블레이드 부분(14)는 제1 팁(10)과 일체로 회전한다. 이에 따라, 절단 에지(34)는 제1자유 단부(12)과 일체로 회전하고, 탄성적으로 굽혀질 수 있으며, 절단 에지(34)는 작동 조건에 있을 때 회전에 일체형인 제1 팁(10)에 대해 탄성적으로 변형될 수 있다. 절단 에지(34)의 탄성 변형은 바람직하게는 제1 팁(10)의 세장형 몸체의 길이방향 연장부 방향에 대하여 횡방향으로, 즉 제1 팁(10)의 제1 근위 부착 루트(11)과 제1 원위 자유 단부(12)를 결합하는 방향에 대해 횡방향으로,즉 블레이드 부분(14)의 두께 방향으로 발생한다.
일 구현예에 따르면, 블레이드 부분(14)는 변형되지 않은 구성에 있을 때에는 실질적으로 평면이다; 즉, 이는 정의 가능한 놓인 평면 상에 놓인다. 블레이드 부분(14)의 굽힘 탄성은 블레이드 부분(14)를 상기 변형되지 않은 평면 구성으로 되돌려 놓는 경향을 갖는다. 따라서, 축 방향 내측으로 향하는 블레이드 표면(35)은 제1 팁(10)의 제1 루트(11)의 축 방향으로 향하는 내부 접촉 표면(83)에 대해 평행할 수 있으며, 바람직하게는 또한 예를 들어 이음매 없이 정렬될 수 있다. 바람직하게는, 절단 에지(34)는 변형되지 않은 조건에 있을 때 직선형이다; 즉 제1 팁(10)의 제1 루트(11)의 축 방향으로 향하는 내부 접촉 표면(83)에 대해 실질적으로 평행한 직선으로, 바람직하게는 이의 직선 연장부로서 연장된다. 즉, 일 구현예에 따르면, 절단 에지(34)는 블레이드 부분(14)의 정의가능한 놓인 표면에 대해 평행하게 연장된다.
블레이드 부분(14)의 절단 에지(34)는 적어도 하나의 작동 구성에서, 예를 들어 샤프트(7)가 직선 및 강성 샤프트이고 절단 에지(34)가 카운터-블레이드 부분(24)의 돌출 부분과 접촉하지 않는 경우, 샤프트(7) 또는 로드(7)의 길이방향 연장 방향(X-X)과 정렬될 수 있다.
바람직하게는, 명확히 표현하면, 제1 팁(10)의 제1 후면(D1) 및 제2 팁(20)의 제2 후면(D2)은 상대적인 개방/폐쇄 자유도(G)를 기준으로 정의되고, 상기 제1 후면(D1) 및 제2 후면(D2)은 서로에 대해, 그리고 제1 팁(10)의 제1 절단면(P1)에 대향하며, 여기에서 상기 절단 에지(34)는 제1 팁(10)의 제1 절단면(P1)에 속하고, 제1 절단면(P1)과 대향하고 실질적으로 회전 방향을 향하는 제2 팁(20)의 제2 절단면(P2)이 정의되며, 바람직하게는 비록 이들은 개방/폐쇄 자유도(G)가 폐쇄 구성에 있거나 적어도 부분적으로 폐쇄될 경우 주로 서로에 대해 옆에 있고 적어도 상기 절단 에지(34) 및 상기 카운터-블레이드 부분(24)와 접촉할 수 있지만, 절단 작동을 발휘한다.
일 구현예에 따르면, 상기 카운터-블레이드 부분(24)은 제2 팁(20)의 몸체의 길이방향 연장부에 대해 횡방향, 바람직하게는 직교하는 방향으로, 또한 공통 회전축(Y-Y)에 대해 횡방향, 바람직하게는 직교하는 방향으로 경사를 이룰 수 있다; 즉, 다시 말해, 상기 카운터-블레이드 부분(24)는 제2 팁(20)의 파지측과 후면(D2)을 접합하는 방향으로 경사를 이룰 수 있으며, 바람직하게는 후면(D2)을 향해 더 돌출된다. 카운터-블레이드 부분(24)는 돌출된 상태에서도 반드시 경사를 이루는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 상기 카운터-블레이드 부분(24)은 만곡형 표면을 갖는다. 이에 따라, 카운터-블레이드 부분(24)은 이의 아치형 형상으로 인해 돌출된다. 카운터-블레이드 부분(24)의 오목부는 바람직하게는 축 방향 및 내측을 향한다; 즉 공통 회전축(Y-Y)에 대해 평행한 방향, 그리고 블레이드 부분(14)의 회전 풋프린트를 향한다.
카운터-블레이드 부분(24)은 쐐기로서 작용하여 절단 에지(34) 및 블레이드 부분(14)를 적절히 굽힘으로써 카운터-블레이드 부분(24)의 전체 길이방향 연장부를 따라 실질적으로 절단 작동을 가할 수 있다.
전술한 바와 같이, 제1 팁(10)은 제1 팁 링크를 형성하는 단일 피스로 이루어질 수 있거나, 또는 대안적으로 제1 팁(10)은 별개의 피스로부터, 즉, 서로에 대해 일체로 회전하는 별개의 링크로부터 형성될 수 있다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 제1 팁(10)은 서로에 대해 일체로 회전하는 블레이드 링크(30) 및 블레이드 홀더 링크(50)를 포함하는 2개의 링크에 의해 형성되며, 여기에서 블레이드 링크(30)는 단일 피스로 이루어지고, 블레이드 홀더 링크(50)는 단일 피스로 이루어진다. 일체로 회전하는 단지 2개의 링크(30, 50)에 의해 형성된 제1 팁(10)을 제공하는 것은 조립될 부품의 수를 적게 유지하는 것을 허용하는 동시에 기계적 특성뿐만 아니라 개별 링크(30, 50)의 생산 파라미터를 조절할 수 있게 한다. 따라서, 제1 팁(10)의 블레이드 링크 몸체(30)는 상기 절단 에지(34) 및 블레이드 링크 루트(31)를 갖는 단일 피스의 상기 블레이드 부분(14)을 포함하고, 제1 팁(10)의 블레이드 홀더 링크 몸체(50)는 단일 피스의 블레이드 홀더 링크 루트(51)를 포함하며, 여기에서 블레이드 링크 루트(31) 및 블레이드 홀더 링크 루트(51)는 서로에 대해 옆에 있으며, 직접적이고 밀접한 접촉을 이루며, 제1 팁(10)의 상기 제1 루트(11)를 함께 형성한다. 따라서, 이러한 경우, 공통 회전축(Y-Y)을 중심으로 하는 요(Y)의 배향의 자유도는 지지 구조체와 제1 팁(10)의 상기 블레이드 링크(30) 및 블레이드 홀더 링크(50)에 의해 형성된 어셈블리 사이, 그리고 상기 제2 팁(20)과 공통 회전축(Y-Y)을 중심으로 하는 상기 상대적인 개방/폐쇄 자유도(G) 사이에 있게 되며, 절단 작동은 제2 팁(20)과 상기 블레이드 링크(30) 및 상기 블레이드 홀더 링크(50)에 의해 형성된 어셈블리 사이에 가해지게 된다.
이러한 루트의 팩 배열에 의해, 바람직하게는 관절 핀(5)에 대하여 더 얇은 블레이드 링크(30)의 루트(31)의 충돌이 회피됨으로써, 개방/폐쇄 자유도(G)의 각각의 개방 각도에 대하여 카운터 블레이드 부분(24)에 대한 절단 에지(34)의 위치설정의 만족스러운 확실성을 제공하게 되며, 이에 따라 극도의 절단 정밀도가 제공된다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 블레이드 링크(30)의 루트(31)는 블레이드 홀더 링크(50)의 루트(51)와 제2 팁(20)의 제2 루트(21) 사이에 개재된다. 대안적으로, 일 구현예에 따르면, 블레이드 홀더 링크 루트(51)는 제1 팁(10)의 블레이드 링크 루트(31)와 제2 팁(20)의 제2 루트(21) 사이에 개재된다; 즉, 블레이드 링크 루트(31)는 지지 구조체의 제1 갈래(3)와 제1 팁(1)의 블레이드 홀더 링크(50)의 루트(51) 사이에 개재된다. 이에 따라, 블레이드 부분(14)은 또한 블레이드 홀더 링크(50)의 몸체와 제2 팁(20)의 몸체 사이에 개재된다.
루트는, 바람직하게는 공통 회전축(Y-Y)을 중심으로 하는 원통형 기하학적 형상을 가지며, 여기에서 블레이드 링크(30)의 루트(31)는 블레이드 홀더 링크(50)의 루트(51) 및 제2 루트(21)보다 실질적으로 적은 두께를 가지며, 따라서 블레이드 링크(30)의 루트(31)는 원반 유형의 원통형 기하학적 형상을 가지며, 여기에서 각각의 루트의 원통형 기하학적 형상의 원통형 베이스가 각각의 축 방향을 향하는 접촉 표면에 의해 형성된다. 따라서, 루트는 실질적으로 공통 회전축(Y-Y) 상에 축 방향으로 적층되고, 바람직하게는, 이들 각각은 관절 핀(5)을 수용하는 관통 홀을 포함한다. 각각의 루트는 바람직하게는 공통 회전축(Y-Y)의 회전 조인트를 정의하도록 설계된 강성 몸체이고(예를 들어, 관절 핀(5)를 수용하도록 적용됨), 여기에서 블레이드 링크(30)의 루트(31)가 탄성 루트인 경우, 이는 바람직하게는 평평하게 만들어지고, 갈래 사이, 예를 들어, 블레이드 홀더 링크(50)의 루트(51)와 제2 팁(20)의 제2 루트(21) 사이의 팩에 개재되어, 관절 핀(5)이 해당 영역에서 축 방향 탄성 예압 작동을 가하는 것을 방지한다. 블레이드 링크(30)의 탄성 작동은 바람직하게는 블레이드 부분(14)에만 위치된다.
이러한 루트는 서로에 대해 옆에 있기 때문에, 상기 공통 회전축(Y-Y)을 정의하는 회전 조인트의 근위 치수를 컴팩트하게 유지하고, 루트와 갈래 사이뿐만 아니라 루트 사이에 축 방향 예압을 가하는 탄성 요소를 제공하는 것을 회피할 수 있게 된다.
바람직하게는, 블레이드 링크(30)의 몸체는 또한 길이방향으로 세장형이며, 제1 팁(10)의 제1 자유 단부(12)와 반드시 일치하지는 않는 블레이드 링크 단부를 포함한다.
블레이드 링크(30)의 재료는 블레이드 홀더 링크(50)의 재료와 상이한 재료일 수 있다. 예를 들어, 카운터-블레이드 링크(40) 및 지지 링크(2)는, 존재하는 경우, 강철과 같은 단일 금속 재료로 이루어질 수 있다.
일 구현예에 따르면, 제1 팁(10)의 상기 블레이드 링크(30)는 실질적으로 평평한 탄성 시트 또는 스트립을 적절하게 성형, 즉, 절단함으로써 제조된다. 예를 들어, 탄성 시트 또는 스트립은 스프링강으로 제조될 수 있고, 와이어 전기-침식(WEDM) 및/또는 포토-에칭 및/또는 레이저 절단 및/또는 화학적 에칭에 의해 성형될 수 있다. 바람직하게는, 탄성 시트 또는 스트립은 이의 일 에지에 대해 샤프닝되어 블레이드 링크(30)의 절단 에지(34)를 형성한다,
샤프닝은 와이어 전기-침식(WEDM) 및/또는 연삭, 예를 들어 스톤 또는 다이아몬드 연삭에 의해 수행될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 먼저 탄성 시트 또는 스트립이, 절단 에지가 시트 또는 스트립이 놓여 있는 평면에 대해 실질적으로 직교하는 방향으로 흐르는 단계에서 와이어 전기-침식(WEDM)에 의해 성형된 다음, 셩형된 시트 또는 스트립의 하나 이상의 에지는, 절단 에지가 성형된 시트 또는 스트립이 놓여 있는 평면에 대해 직교하지 않는 방향으로 흐르는 단계에서 와이어 전기-침식(WEDM)에 의해 샤프닝된다.
일 구현예에 따르면, 블레이드 링크(30)의 몸체는 2차원 주 연장부를 가지며, 즉 바람직하게는 평평하거나 아치형으로 놓인 표면 상에 놓이며, 바람직하게는 평평하거나 아치형으로 놓인 표면 상의 연장부에 대하여 실질적으로 감소된 두께를 갖는다. 블레이드 링크(30)의 두께는, 전술한 바와 같이, 샤프닝되기 위해 감소된 두께를 가질 수 있는 절단 에지(34)를 제외하고는 일정한 것이 바람직하다.
일 구현예에 따르면, 블레이드 링크(30)의 절단 에지(34)는 바람직하게는 평평하거나 아치형으로 놓인 표면에서 실질적으로 직선이며, 블레이드 링크(30)의 몸체의 놓여지는 표면의 오목부가 제공되는 것을 회피한다.
바람직하게는, 블레이드 링크(30)의 두께는 블레이드 홀더 링크(50)의 루트(51)의 두께보다 상당히 얇으며, 블레이드 부분(14)이 작동 조건에 있을 때 블레이드 링크(30)의 길이방향 연장부를 가로질러, 즉 이의 두께 방향으로 탄성적으로 굽혀질 수 있도록 선택된다. 특히, 블레이드 링크(30)는 카운터-블레이드 부분(24)보다 더 굽혀질 수 있다. 블레이드 링크(30)의 몸체가 놓여 있는 이러한 표면은, 블레이드 링크(30)를 형성하는 적절하게 가공된 시작 금속 스트립 또는 시트가 놓인 평면에 실질적으로 해당할 수 있으며, 이는 가능한 일 구현예에 따른, 블레이드 링크(30)의 몸체가 시작 탄성 스트립 또는 시트가 놓인 평면으로부터 나가거나 이로 진입하는 방향을 향하는 오목부를 갖는 아치형, 즉 오목한 형태를 가지도록 강제되는 경우( 경우 블레이드 링크 몸체가 놓인 표면은 아치형 표면이 됨)에도 마찬가지이다.
블레이드 링크(30)의 재료는 블레이드 홀더 링크(50)의 재료와 상이한 재료일 수 있다. 예를 들어, 블레이드 링크(30)는 스프링강으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 블레이드 링크(30)는 스프링강으로 제조될 수 있다.
블레이드 링크(30)의 루트(31)의 두께의 블레이드 홀더 링크(50)의 루트(51)의 두께 및/또는 제2 팁(20)의 제2 루트(21)의 두께에 대한 비율은 1/5 내지 1/20일 수 있다. 절대값으로, 블레이드 링크(30)의 루트(31)두께는 0.1 mm 내지 0.5 mm일 수 있으며, 일 구현예에 따르면 실질적으로 0.2 mm와 동일할 수 있다,
갈래(3, 4)를 갖는 상기 지지 구조체(예를 들어, 지지 링크(2)에 의해 형성되거나 샤프트의 원위 단부(8)에 의해 형성되는 지지 구조체), 제1 팁(10) 및 제2 팁(20)의 블레이드 링크(30) 및 블레이드 홀더 링크(50)는 서로 별개의 피스로 제조되며, 상기 블레이드 링크(30)는 블레이드 홀더 링크(50)와 일체로 회전하고, 절단 에지(34) 및 블레이드 부분(14)은 탄성적으로 굽혀질 수 있으며, 작동 조건에 있을 때 블레이드 홀더 링크(50)에 대해 탄성적으로 굽혀질 수 있다.
일 구현예에 따르면, 블레이드 링크(30) 및 블레이드 홀더 링크(50)는 블레이드 링크(30) 및 블레이드 홀더 링크(50)의 일체로 회전하도록 각각의 드래그 체결부(37, 57)를 추가로 포함한다. 드래그 체결부는 블레이드 링크(30)와 블레이드 홀더 링크(50) 사이의 체결에 의해 얻어질 수 있다.
블레이드 링크(30)와 블레이드 홀더 링크(50) 사이의 드래그 체결부는 공통 회전축(Y-Y)에 대해 원위로 배열될 수 있다. 이러한 경우, 보다 유리한 기계적 전달을 달성하기 위해 블레이드 링크(30)의 드래그 부분(37)이 블레이드 링크 루트(31)에 위치될 수 있을지라도, 블레이드 링크(30)의 드래그 체결 부분(37)(또는 드래그 부분(37))은 정확한 드래그를 보장하도록 블레이드 링크 루트(31)로부터 멀리 위치되는 것이 바람직하다. 바람직한 일 구현예에 따르면, 블레이드 링크(30)와 블레이드 홀더 링크(50) 사이의 드래그 체결부는 제1 팁(10)의 제1 루트(11)에 대해 원위로 위치된다.
제1 팁(10)이 단일 피스이고(즉, 이는 제1 팁 링크임) 제2 팁이 단일 피스인(즉, 이는 제2 팁 링크임) 일 구현예에 따르면, 관절형 엔드-이펙터(9)는 다음을 포함하는 3개의 개별 피스에 의해 형성된다: 지지 구조체(지지 링크(2)에 의해 또는 샤프트(7)의 원위 단부(8)에 의해 형성됨), 공통 회전축(Y-Y)에서 서로에 대해 관절화된(즉, 공통 회전축(Y-Y) 또는 공통 요 회전축(Y-Y)에 대해 회전하도록 제한된) 제1 팁(10) 및 제2 팁(20)(여기에서 용어 "요"는 임의적으로 사용되며, 공통 회전축(Y-Y)의 임의의 배향을 나타낼 수 있지만, 바람직한 구현예에 따르면, 이는 이미 언급된 공통 근위 피치 회전축(P-P)에 평행하지 않고 바람직하게는 이와 직교하는 공통 요 회전축(Y-Y)을 나타내는 것으로 의도됨). 즉, 이러한 구현예에 따르면, 관절형 엔드-이펙터(9)는 상기 공통 축(Y-Y)에서 상호 관절화되고 작동 힘줄에 의해 적절하게 움직일 수 있는 정확히 3개의 피스 및 상기 공통 축(Y-Y)을 정의하는 관절 핀(5)인 추가의 피스로 이루어진다(총 4개의 피스에서, 작동 힘줄은 해당 카운트에서 제외됨).
제1 팁(10)이 형성되고(즉, 상기 블레이드 링크(30) 및 상기 블레이드 홀더 링크(50)으로 이루어지고) 제2 팁이 단일 피스인(즉, 이는 제2 팁 링크임) 일 구현예에 따르면, 관절형 엔드-이펙터(9)는 다음을 포함하는 4개의 개별 피스에 의해 형성된다: 지지 구조체(지지 링크(2)에 의해 또는 샤프트(7)의 원위 단부(8)에 의해 형성됨), 공통 회전축(Y-Y)에서 서로에 대해 관절화된, 서로에 대해 일체로 회전하는 제1팁(10)의 블레이드 링크(30) 및 블레이드 홀더 링크(50), 그리고 제2 팁(20). 즉, 이러한 구현예에 따르면, 관절형 엔드-이펙터(9)는 상기 공통 축(Y-Y)에서 함께 관절화되고 작동 힘줄에 의해 적절하게 움직일 수 있는 정확히 4개의 피스 및 상기 공통 축(Y-Y)을 정의하는 관절 핀(5)인 추가의 피스로 이루어진다(총 5개의 피스에서, 작동 힘줄은 해당 카운트에서 제외됨).
제1 팁(10)이 단일 피스이고(즉, 이는 제1 팁 링크임) 제2 팁이 단일 피스인(즉, 이는 제2 팁 링크임) 일 구현예에 따르면, 관절형 엔드-이펙터(9)는 다음과 같은 4개의 링크에 의해 형성된다: 지지 링크(2), 상기 관절 핀(5)에 의해 공통 회전축(Y-Y)에서 서로에 대해 관절화된 제1 팁(10) 및 제2 팁(20), 그리고 추가의 근위 관절 핀(93)에 의해 공통 근위 회전축(P-P)에서 지지 링크(2)에 근위로 관절화된 샤프트(7)에 대한 링크(90). 즉, 이러한 구현예에 따르면, 관절형 엔드-이펙터(9)는 정확히 상기 4개의 링크(2, 10, 20, 90) 및 상기 공통 원위 회전축(Y-Y)을 정의하는 관절 핀(5) 및 상기 공통 근위 회전축(P-P)을 정의하는 근위 관절 핀(93)인 2개의 추가의 피스로 이루어진다(총 6개 피스에서, 작동 힘줄은 해당 카운트에서 제외됨). 이러한 구현예에 의해, 그리고 상기 공통 원위 요 회전축(Y-Y) 및 상기 공통 근위 피치 회전축(P-P)이 서로에 대해 평행하지 않고, 바람직하게는 직교하는 경우, 관절형 피치-요-그립 커프 유형의 관절형 엔드-이펙터(9), 즉, 피치-요-절단(P,Y,G)이 가능해진다. 이러한 구현예에 의해, 그리고 연결 링크(90)가 샤프트(7)의 원위 단부(8)(도면에 도시되지 않음)와 함께 단일 피스로 제조되는 경우, 관절형 엔드-이펙터(9)는 또한 다음과 같은 6개의 피스에 의해 형성된다: 샤프트(7)의 원위 단부(8), 지지 링크(2), 제1 팁(10)(즉 제1 팁 링크), 제2 팁(20)(즉 제2 팁 링크), 및 상기 2개의 관절 핀(5, 93).
제1 팁(10)이 형성되고(즉, 상기 블레이드 링크(30) 및 상기 블레이드 홀더 링크(50)으로 이루어지고) 제2 팁이 단일 피스인(즉, 이는 제2 팁 링크임) 일 구현예에 따르면, 관절형 엔드-이펙터(9)는 다음과 같은 5개의 링크에 의해 형성된다: 지지 링크(2), 상기 관절 핀(5)에 의해 공통 회전축(Y-Y)에서 함께 관절화된 블레이드 링크(30), 블레이드 홀더 링크(50) 및 제2 팁(20), 그리고 추가의 근위 관절 핀(93)에 의해 공통 근위 회전축(P-P)에서 지지 링크(2)에 근위로 관절화된 샤프트(7)에 대한 링크(90). 즉, 이러한 구현예에 따르면, 관절형 엔드-이펙터(9)는 정확히 상기 5개의 링크(2, 20, 30, 50, 90) 및 상기 공통 원위 회전축(Y-Y)을 정의하는 관절 핀(5) 및 상기 공통 근위 회전축(P-P)을 정의하는 근위 관절 핀(93)인 2개의 추가의 피스로 이루어진다(총 7개 피스에서, 작동 힘줄은 해당 카운트에서 제외됨). 상기 공통 원위 요 회전축(Y-Y) 및 상기 공통 근위 피치 회전축(P-P)이 서로에 대해 평행하지 않고, 바람직하게는 직교하는 경우, 관절형 피치-요-그립 커프 유형의 관절형 엔드-이펙터(9), 즉, 피치-요-절단(P,Y,G)이 가능해진다. 연결 링크(90)가 샤프트(7)의 원위 단부(8)(도면에 도시되지 않음)와 함께 단일 피스로 제조되는 경우, 관절형 엔드-이펙터(9)는 또한 다음과 같은 7개의 피스에 의해 형성된다: 샤프트(7)의 원위 단부(8), 지지 링크(2), 제1 팁(30)(즉 제1 팁 링크)의 블레이드 링크(30) 및 블레이드 홀더 링크(50), 제2 팁(20)(즉 제2 팁 링크), 및 상기 2개의 관절 핀(5, 93).
당업자는 피스의 개수를 최소화하는 것이 수술 기구(1)의 관절형 엔드-이펙터(9)의 조립을 크게 단순화하여, 극도의 소형화에 적합하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 특히, 축 방향으로의, 즉 지지 구조체의 갈래(3, 4) 사이의 공통 회전축(Y-Y)의 방향으로의 탄성 예압 요소(예컨대, 관절 핀(5)에 대해 피팅되는 벨빌형 탄성 와셔)의 제공을 회피함으로써, 피스의 조립을 단순화하는 것이 가능해지며, 관절형 엔드-이펙터(9)뿐만 아니라 결과적으로 샤프트(7)의 단면의 극도의 소형화가 가능해지는 동시에 만족스러운 강도 및 작동 조건 시 발생할 수 있는 응력에 대한 저항을 보장할 수 있게 된다.
샤프트(7)와 일체화되고 바람직하게는 또한 후단부(104)와 일체화되는 롤 자유도(R), 예를 들어, 전체 수술 기구(1)가 샤프트(7)의 길이방향 연장 축(X-X)을 중심으로 회전할 수 있게 하는 롤 자유도(R)가 제공될 수 있다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 제1 팁(10)의 제1 루트(11)는 지지 구조체의 제1 갈래(3)와 직접적으로 밀접하게 접촉하고, 제2 팁(10)의 제2 루트(21)는 지지 구조체의 제2 갈래(4)와 직접적으로 밀접하게 접촉한다. 이에 따라, 상기 제1 루트(11) 및 상기 제2 루트(12)에 의해 형성된 어셈블리는 갈래(3, 4) 사이에 이와의 밀접하고 직접적인 접촉으로 개재된다. 따라서 지지 구조체의 갈래와 팁의 루트 사이에 벨빌 유형의 스프링 와셔를 제공하는 것을 회피할 수 있다. 이러한 구성은 팁의 루트의 축 방향 풋프린트 및 지지 구조체의 갈래의 축 방향 풋프린트를 최소화할 수 있게 하며, 이러한 벨빌 유형 스프링 와셔에 의해 제공될 회전축(Y-Y)에 대한 탄성 반응에 대응하여 피스를 조립할 필요가 없기 때문에 조립을 단순화할 수 있게 한다.
일 구현예에 따르면, 제1 팁(10)의 상기 제1 루트(11)는 제1 축 방향 외부 접촉 표면(81)을 포함하고, 상기 제1 갈래(3)는 제1 축 방향 내부 접촉 카운터-표면(87)을 포함하며, 여기에서 제2 팁(20)의 상기 제2 루트(21)는 제2 축 방향 외부 접촉 표면(82)을 포함하고, 상기 제2 갈래(4)는 제2 축 방향 내부 접촉 카운터-표면(88)을 포함한다. 바람직하게는, 제1 루트(11)의 상기 제1 외부 접촉 표면(81), 제1 갈래(3)의 상기 제1 내부 접촉 카운터-표면(87), 제2 루트(21)의 상기 제2 외부 접촉 표면(82), 및 제2 갈래(4)의 상기 제2 내부 접촉 카운터-표면(88)은 모두 서로에 대해 평행하고, 바람직하게는 이들 각각은 공통 회전축(Y-Y)에 대해 실질적으로 직교하는 평면으로 연장된다.
일 구현예에 따르면, 제1 팁(10)의 제1 루트(11) 및 제2 팁(20)의 제2 루트(21)는 직접적으로 밀접하게 접촉한다. 따라서, 제1 팁(10)의 제1 루트(11)는 제1 축 방향 내부 접촉 표면(83)을 추가로 포함하고, 제2 팁(20)의 제2 루트(21)는 제2 축 방향 내부 접촉 표면(84)을 포함하며, 제1 팁(10)의 상기 제1 내부 접촉 표면(83)은 제2 팁(20)의 상기 제2 내부 접촉 표면(84)과 직접적으로 밀접하게 접촉한다. 따라서 지지 구조체의 갈래 사이에 루트의 패키지 배열을 얻을 수 있게 된다. 루트의 이러한 팩 배열에 의해, 절단 작동 중 제1 팁의 몸체의 탄성 굽힘에 대한 축 반응이 제공된다.
일 구현예에 따르면, 제1 팁(10)의 상기 제1 내부 접촉 표면(83)은 제2 팁(20)의 상기 제2 내부 접촉 표면(84)에 대해 평행하다. 바람직하게는, 모든 상기 접촉 표면은 서로에 대해 평행하고, 보다 더 바람직하게는 공통 회전축(Y-Y)에 직교하는 평면으로 각각 연장된다; 즉, 제1 팁(10)의 상기 제1 외부 접촉 표면(81) 및 상기 제1 내부 접촉 표면(83), 제2 팁(20)의 상기 제2 외부 접촉 표면(82) 및 상기 제2 내부 접촉 표면(84), 제1 갈래(3)의 상기 제1 내부 접촉 카운터-표면(87), 및 제2 갈래(4)의 상기 제2 내부 접촉 카운터-표면(88)은 바람직하게는 모두 서로에 대해 평행하고, 보다 더 바람직하게는 공통 회전축(Y-Y)에 직교하는 평면으로 각각 연장된다.
제1 팁(10)의 제1 루트(11)가 블레이드 링크(30)의 루트(31) 및 블레이드 홀더 링크(50)의 루트(51) 사이의 직접적인 밀접한 접촉에 의해 형성되는 경우, 제1 팁(10)의 제1 루트(11)의 상기 제1 외부 접촉 표면(81) 및 상기 대향하는 제1 내부 접촉 표면(83)은 관절형 엔드-이펙터(9)의 서로 다른 링크에 속하게 된다; 즉, 상기 제1 외부 접촉 표면(81)과 상기 제1 내부 접촉 표면(83) 사이의 하나는 블레이드 링크 루트(31)에 속하게 되고, 다른 하나는 블레이드 홀더 링크 루트(51)에 속하게 된다. 블레이드 링크 루트(31)가 블레이드 홀더 링크 루트(51)와 제2 팁(20)의 제2 루트(21) 사이에 개재되는 바람직한 일 구현예에 따르면, 상기 제1 외부 접촉 표면(81)은 블레이드 홀더 링크(51)의 루트에 속하게 되고, 상기 대향하는 제1 내부 접촉 표면(83)은 블레이드 링크 루트(31)에 속하게 된다. 추가적으로, 제1 팁(10)의 제1 루트(11)가 블레이드 링크 루트(31) 및 블레이드 홀더 링크 루트(51) 사이의 직접적인 밀접한 접촉에 의해 형성되는 경우, 2개의 추가의 대향하는 접촉 표면(85, 86)은 이들 사이의 직접적인 밀접한 접촉으로 제공되고, 여기에서 제1 추가 접촉 표면(85)은 블레이드 링크 루트(31)에 속하게 되고, 제2 추가 접촉 표면(86)은 블레이드 홀더 링크 루트(51)에 속하게 된다. 바람직하게는, 블레이드 링크 루트(31) 및 블레이드 홀더 링크 루트(51)의, 직접적인 밀접한 접촉 상태의 상기 2개의 추가적인 대향하는 접촉 표면(85, 86)은, 각각 제1 팁(10)의 제1 루트(11) 및 제2 팁(20)의 제2 루트(21)의 다른 접촉 표면 둘 모두와 평행하다.
와이어 전기-침식 공정을 통해 부품을 제조하면 허용 오차를 높일 수 있지만, 루트 및/또는 갈래의 상기 접촉 표면 중 적어도 일부 사이에 공통 회전축(Y-Y)의 방향으로 1/10 밀리미터 정도로 최소 국부적 미세 간격이 제공될 수 있으며, 이에 따라 직접적이고 밀접한 접촉이 보장되는 동시에 개방/폐쇄 자유도(G) 및/또는 요 자유도(Y)를 작동하는 동안 공통 회전축(Y-Y)을 중심으로 하는 상대적 회전이 가능해진다. 관절 핀(5)은 간섭 상태에 있을 수 있다; 즉, 루트 및/또는 갈래 중 적어도 하나와 일체로 회전할 수 있다.
특히, 2개의 갈래(3, 4)를 갖는 지지 구조체, 제1 팁(10)의 제1 루트(11) 및 제2 팁(20)의 제2 루트(21)가 적어도 3개의 개별 조각으로 제조된다는 사실의 결과로서,축 방향으로는, 즉 각각의 접촉 표면 사이의 공통 회전축(Y-Y) 방향으로는 최소한의 미세 간격이 필요하게 된다. 따라서, "직접적이고 밀접한 접촉"이라는 문구는 어떠한 경우에도 지지 구조체의 갈래의 카운터-접촉 표면 및 루트의 접촉 표면 중 적어도 일부뿐만 아니라 전체 사이에 최소 미세 간격이 제공되는 구현예를 나타내는 것으로 의도된다.
2개의 갈래(3, 4), 제1 루트(11) 및 제2 루트(21)를 갖는 지지 구조체가 적어도 3개의 개별 조각으로 제조됨으로써 상술한 바와 같이 공통 회전축(Y-Y)의 방향으로 최소 간격을 부과한다는 사실에 의해, 개방/폐쇄 자유도(G)는 절단 작동을 가하기 위해 개방 및 폐쇄 방향 둘 모두에서 정밀하고 제어된 방식으로 회전식으로 작동될 수 있다.
제1 팁(10)이 2개의 링크(30, 50)에 의해 형성되는 경우, 절단 작동 동안, 특히 개방/폐쇄 자유도(G)의 비교적 높은 개방 각도(예를 들어, 25° 초과의 각도)의 경우, 이에 따라, 블레이드 링크(30)의 절단 에지(34)와 카운터-블레이드 부분(24) 사이의 기계적 간섭 접촉은 관절 핀(5)을 따라 블레이드 링크 루트(31)의 100분의 1 밀리미터 정도의 최소 미세변위를 생성할 수 있다. 예를 들어, 일 구현예에 따르면, 블레이드 링크 루트(31)의 두께는 약 0.2 mm이고, 블레이드의 접촉 표면과 루트 사이에 국부적으로 분포된 작동 조건에 있는 공통 회전축(Y-Y) 방향의 전체 미세 간격은 전역적으로 약 0.02 mm이며, 작동 조건에서, 제1 팁(10)의 블레이드 링크 루트(31)와 제2 팁(20)의 제2 루트(21) 사이의 공통 회전축(Y-Y) 방향의 국부적인 미세 간격은 약 0.01 mm, 즉 블레이드 링크 루트(31)의 두께의 1/20과 실질적으로 동일하다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 제1 팁(10)의 상기 제1 루트(11)는 제1 관통 홀(16)을 포함하고, 제2 팁(20)의 상기 제2 루트(21)는 제2 관통 홀(26)을 포함하며, 상기 제1 관통 홀(16) 및 상기 제2 관통 홀(26)은 상기 공통 회전축(Y-Y)과 축 방향으로 정렬된다. 일 구현예에 따르면, 관절 핀(5)은 상기 제1 및 제2 관통 홀(16, 26)의 내부에 수용된다.
일 구현예에 따르면, 제1 루트(11)의 상기 제1 관통 홀(16) 및 제2 루트(21)의 상기 제2 관통 홀(26)은 모두 상기 공통 회전축(Y-Y)에 동축인 원형 관통 홀이며, 지지 구조체의 제1 갈래(3)로부터 지지 구조체의 제2 갈래(4)까지 공통 회전축(Y-Y)의 방향으로 연장되는 단일 관절 핀(5)을 수용한다. 일 구현예에 따르면, 제1 루트(11)의 상기 제1 관통 홀(16) 및 제2 루트(21)의 상기 제2 관통 홀(26)은 모두 실질적으로 동일한 직경을 가지며, 각각의 홀 에지의 전체 원주방향 연장부에 대해 직접적이고 밀접한 접촉으로 상기 관절 핀(5)을 수용한다. 이에 의해, 절단 에지(34)에 의해 가해지는 절단 작동에 대한 반응을 가하는 것이 가능해진다. 특히, 절단 작동 동안 개방/폐쇄 자유도(G)의 개방 각도는 점진적으로 감소되며, 이에 따라 절단 에지(34)(및 또한 바람직하게는 전술한 바와 같은 블레이드 표면(35)의 절단 에지)와 카운터 블레이드-부분(24) 사이에 기계적 간섭 접촉이 발생하며, 이에 따라 루트(11, 21)의 홀 에지와 관절 핀(5) 사이의 상호 접촉 부분에서 교환되는 절단 작동의 마찰력의 반응에 의해 균형이 맞춰지는 카운터-블레이드 부분(24)의 카운터-블레이드 표면과 접촉하는 블레이드 부분(14)을 축 방향으로 향하는 절단 에지(34) 상에 (및 또한 바람직하게는 블레이드 표면(35) 상에) 개방 방향으로의 직접적인 마찰력이 생성된다. 절단 작동의 마찰 반응은 공통 회전축(Y-Y)에 대해 실질적으로 반경방향을 따라 지향되는 것이 바람직하다.절단 작동의 마찰 반응은 바람직하게는 제1 루트(11) 및/또는 제2 루트(21)의 홀 에지의 두께의 아크 표면에 영향을 미친다.
제1 팁(10)의 제1 루트(11)가 블레이드 링크(30)의 루트(31)와 블레이드 홀더 링크(50)의 루트(51)에 의해 서로 직접적이고 밀접하게 접촉하여 형성되는 경우, 상기 블레이드 링크 루트(31) 및 블레이드 홀더 링크 루트(51) 각각에는 전술한 구현예 중 어느 하나에 따르는 제1 관통 홀(16)이 제공된다. 이러한 경우, 블레이드 홀더 링크(50)의 루트(51)의 제1 관통 홀(16) 및 블레이드 링크(30)의 루트(31)의 제1 관통 홀(16)은 동축 원형 홀일 수 있으며, 동일한 직경을 가질 수 있다. 이러한 경우, 제1 팁(10)의 블레이드 링크(30)의 루트(31)의 관통 홀(16)의 홀 에지(36)는 절단 작동에 의해 생성된 마찰력에 대해 상기 반응을 가하도록 관절 핀(5)과 직접적이고 밀접하게 접촉하는 아크 표면(38)을 포함할 수 있다.
루트의 관통 홀의 적어도 일부, 또한 전부가 와이어 전기-침식(WEDM)에 의해 만들어지는 경우, 와이어 전기-침식에 의해 관통 홀을 만드는데 사용되는 절단 와이어의 연속적인 절단 경로의 효과로서 홀 에지와 각각의 루트의 외부 에지 사이의 각각의 루트 상에는 반사형 절단 채널(19, 29, 39)이 제공된다. 바람직하게는, 각각의 루트 상의 방사형 절단 채널의 배열은 작동 조건에서의 정적 또는 동적 거동에 기초하여 고려된다. 특히, 바람직한 일 구현예에 따르면, 블레이드 링크(30)의 루트(31)의 절단 채널(39)은 제2 팁(20)의 제2 루트(21)의 절단 채널(29)에 대해 방사상으로 오프셋되어, 절단 채널(29, 39)의 에지가 개방/폐쇄 작동 동안 서로 상호잠금되는 것을 방지한다.
일 구현예에 따르면, 상기 2개의 갈래(3, 4) 각각의 갈래의 관통 홀은 상기 공통 회전축(Y-Y)에 동축인 원형 관통 홀이다. 지지 구조체의 갈래(3, 4)가 와이어 전기-침식에 의해 만들어지는 경우, 홀 에지와 각각의 갈래의 외부 에지 사이에 적어도 하나의 방사형 채널이 갈래 상에 제공될 수 있다.
관절형 엔드-이펙터(9)를 상기 공통 근접 회전축 및/또는 원위 회전축을 중심으로, 즉 피치 회전축(P-P) 및/또는 요 회전축(Y-Y)를 중심으로 이동시켜 관절형 엔드-이펙터(9)의 자유도를 활성화시키기 위해, 바람직하게는, 수술 기구(1)는 아래에 설명되는 바와 같은, 샤프트(7)를 통해 후단부로부터 관절형 엔드-이펙터(9)로 연장되고 관절형 엔드-이펙터(9)에서 종결되는 길항 작동 힘줄의 복수의 쌍을 포함한다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 제1 팁(10)은 길항 힘줄(71, 72)의 제1 쌍을 수용하는 제1 종결 시트(15)를 포함하고, 제2 팁(20)은 길항 힘줄(73, 74)의 제2 쌍을 수용하는 제2 종결 시트(25)를 포함한다. 당업자는 이러한 바람직한 구현예에서, 길항 작동 힘줄의 상기 제1 쌍 및 제2 쌍 각각이 개방 작동 힘줄(71, 73) 및 폐쇄 작동 힘줄(72, 74)을 포함한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 종결 시트(15, 25)를 각각의 루트(11, 12)에 근접하거나 이의 위치에 둠으로써, 전체 치수를 작게 유지할 수 있으며, 따라서 소형화에 적합하게 할 수 있다. 추가적으로, 바람직한 일 구현예에 따르면, 각각의 종결 시트(15, 25)는 길항 힘줄의 각각의 쌍의 길항 힘줄 둘 모두에 대한 종결 시트로서 작용하여, 각각의 루트(11, 12)에서 수행되는 과정의 수를 최소한으로 유지하게 할 수 있으며, 따라서 소형화에 적합하게 할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 제1 팁(10)의 제1 종결 시트(15) 및 제2 팁(20)의 제2 종결 시트(25)는 각각의 팁(10, 20)의 세장형 몸체 옆에서 각각의 루트(11, 21)로부터 길이방향으로 연장되는 캔틸레버 드래그 레그(77, 78)에 의해 각각 한정된다. 이에 따라, 제1 및 제2 팁(10, 20)의 각각의 종결 시트(15, 25)는 실질적으로 방사형 슬롯이고, 바람직하게는 각각의 부착 루트(11, 21)에 의해 형성된 방사형 바닥 벽을 갖는 길이방향 슬롯이다.
바람직하게는, 각각의 팁(10, 20)의 후면(D1, D2) 및 절단면(P1, P2) 사이의 캔틸레버 드래그 레그(77, 78)의 연장부는 실질적으로 동일하여, 이에 따라 동일한 레벨에서 나란히 배치되고 길항 힘줄의 각각의 쌍의 각각의 작동 힘줄(71, 72, 73, 74)의 힘줄(70)의 각각의 종결부에 대한 정지부 및 드래그 접합부로서 작용하는 각각의 종결 시트(15, 25)의 에지 표면을 향하게 된다. 각각의 작동 힘줄의 힘줄 종결부(70)는 예를 들어 매듭 또는 보스(boss)에 의해 형성된 확장된 부분일 수 있으며, 이는 각각의 종경 시트(15, 25)의 상기 에지 벽에 접한다. 즉, 각각의 종결 시트(15, 25)의 상기 에지 벽은 각각의 캔틸레버 드래그 레그(77, 78)에 의해, 그리고 각각의 후면(D1, D1)을 향하는 각각의 팁(10, 20)의 세장형 몸체에 의해 형성된, 폐쇄 드래그 에지 벽으로서 작용하는 에지 벽, 및 동일한 각각의 캔틸레버식 드래그 레그(77, 78)의, 그리고 반대쪽을 향하는, 즉 각각의 절단면(P1, P2)을 향하는 각각의 팁(10, 20)의 세장형 몸체의 대향하는, 개방 드래그 에지 벽으로서 작용하는 에지 벽을 포함한다. 따라서, 종결 시트(15, 25)의 에지 벽은 각각의 종결 시트(15, 25)에서 각각의 힘줄 종결부(70)에 대한 언더컷으로서 배열되고, 각각의 종결 시트(15, 25)는 관통 종결 시트이며, 바람직하게는 각각의 팁(10, 20)의 자유 단부(12, 22)를 향하여 길이방향으로 향하는 접근 개구부를 갖는다. 길항 힘줄의 상기 제1 및 제2 쌍의 각각의 작동 힘줄(71, 72, 73, 74)의 원위 부분은, 이에 따라, 각각의 종결 시트(15, 25)에서 교차 및/또는 중첩되어, 각각의 힘줄 종결부(70)를 개방/폐쇄 자유도(G)의 개방 및/또는 폐쇄 상태에서 제1 팁 또는 제2 팁(20)의 회전에 드래그를 가하기 위해 이에 대해 언더컷으로서 둘레에 배치된 에지 벽에 접하게 한다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 제1 팁(10)의 제1 루트(11) 및 제2 팁(20)의 제2 루트(21)는 원주방향 반대 측면으로부터 각각의 종결 시트(15, 25)와 겹쳐지고 반경방향으로 향하는 이의 바닥 벽을 형성하는 각각의 종결 시트(15, 25) 내부에서 연속되는, 공통 회전축(Y-Y)으로부터 멀리 향하는 적어도 하나의 풀리 표면(79, 80)을 각각 포함하며, 이에 따라 상기 각각의 제1 및 제2 쌍의 힘줄(71, 72, 73, 74)의 각각의 힘줄 종결부(70)에 가까운 원위 부분은 상기 적어도 하나의 풀리 표면(79, 80) 상에서 권취된다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 제1 루트(11)의 적어도 하나의 풀리 표면(79) 및 제2 루트(21)의 적어도 하나의 풀리 표면(80)은 모두 평행한 모선을 가지며 공통 회전축(Y-Y)에 평행한 볼록한 괘선 표면이며, 이들은 힘줄을 가이드하거나 유지하기 위한 원주방향 채널 또는 홈을 포함하지 않는다. 적어도 하나의 풀리 표면(79, 80)은 존재하는 경우 방사형 절단 채널에서 중단될 수 있다.
제1 팁(10)이 일체형으로 제조되는 일 구현예에 따르면, 제1 종결 시트(51)는 제1 루트(11)와 단일 피스로 제조되고, 또한 각각의 풀리 표면(79)뿐만 아니라 각각의 캔틸레버 레그(77)는 상기 제1 루트(11)를 갖는 단일 피스로 제조될 것이다. 제1 종결 시트(15)를 제1 루트(11)와 함께 단일 피스로 제조함으로써, 피스의 개수를 적게 유지하고, 용이한 조립 및 소형화에 적합하게 할 수 있다.
제1 팁(10)의 제1 루트(11)가 블레이드 링크(30)의 루트(31) 및 블레이드 홀더 링크(50)의 루트(51) 사이의 직접적이고 밀접한 접촉으로 형성되는 경우, 즉 제1 팁(10)이 2개의 링크(30, 50)에 의해 형성되는 경우, 바람직하게는 제1 종결 시트(15)는 블레이드 홀더 링크(50)의 상기 루트(51)와 단일 피스로 제조된다. 이러한 경우, 각각의 풀리 표면(79)뿐만 아니라 각각의 캔틸레버 다리(77) 또한 블레이드 홀더 링크(50)의 상기 루트(51)와 함께 단일 피스로 제조될 것이다. 제1 종결 시트(15)를 블레이드 홀더 링크(50)와 함께 단일 피스로 제조함으로써, 피스의 개수를 추가로 적게 유지하고, 용이한 조립 및 소형화에 적합하게 할 수 있다. 따라서, 블레이드 링크(30)는 종결 시트를 갖지 않게 된다. 이에 따라, 작동 힘줄의 개수를 적게 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 종결 시트의 개수를 최소한으로 유지할 수 있게 되며, 소형화에 유리하게 된다. 이에 더하여, 블레이드 링크(30)의 루트(31)를 매우 얇게 만들 수 있거나, 또는 적어도 탄성적으로 굽혀질 수 있는 블레이드 부분(14)만큼 얇게 만들 수 있게 되며, 이는 블레이드 링크(30)의 제작을 단순화하는 동시에 절단 작동에 기능하는 이의 기계적 특성에 대한 미세 특성화를 가능하게 한다.
샤프트(7)의 원위 단부(8)에 대하여 관절화된 상기 지지 링크(2)가 제공되는 일 구현예에 따르면, 수술 기구(1)는 상기 공통 근위 회전축(P-P)을 중심으로 지지 링크(2)를 이동시키기 위한 길항 힘줄(75, 76)의 제3 쌍을 추가로 포함한다. 따라서, 지지 링크(2)는 길항 힘줄(75, 76)의 제3 쌍의 힘줄 종결부(70)를 수용하는 적어도 제3 종결 시트(6)를 포함할 수 있다. 도 3 및 4뿐만 아니라 도 31 및 32에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 지지 링크(2)의 상기 적어도 제3 종결 시트(6)는 축 방향으로 직접, 즉 지지 링크(2)의 몸체를 통해 공통 원위 회전축(Y-Y)에 대해 평행하게 통과하는 단일 제3 종결 시트(6)일 수 있으며, 이는 제1 및 제2 종결 시트(15, 25)를 참조하여 위에서 설명한 것과 유사하게, 힘줄의 제3 쌍의 각각의 작동 힘줄(75, 76)에 대한 언더컷으로서 배치된 힘줄 종결부(70)에 대한 인접 및 드래그 벽을 형성한다. 일 구현예에 따르면, 지지 링크(2)는 2개의 별개의 구분된 제3 종결 시트(6), 즉 길항 힘줄의 제3 쌍의 각각의 힘줄(75, 76)에 대한 하나씩의 시트를 포함한다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 지지 링크(2)는 평행한 모선을 갖고 모두 공통 근위 회전축(P-P)에 대해 평행한 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(96, 98)을 포함하고, 길항 힘줄의 제1 및 제2 쌍의 작동 힘줄(71, 72, 73, 74)은 제1 및/또는 제2 팁 링크(10, 20)의 작동 동안 지지 링크(2)이 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(96, 98) 위에서 슬라이딩하며, 여기에서 지지 링크(2)의 상기 하나 이상의 괘선 볼록 표면(96, 98)은 힘줄을 수용하고 가이드하기 위한 가이드 채널 또는 홈을 포함하지 않는다. 지지 링크(2)는 또한 제1 및/또는 제2 팁 링크(10, 20)의 작동 동안 길항 힘줄의 제1 쌍 및 제2 쌍의 작동 힘줄(71, 72, 73, 74)이 그 위에서 슬라이딩하는 공통 원위 회전축(Y-Y)(미도시)에 평행한 하나 이상의 볼록한 괘선 표면을 포함할 수 있다.
평행한 모선을 가지며 모두 지지 링크(2)의 공통 근위 회전축(P-P)에 평행한 동일한 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(96, 98)은 또한 길항 힘줄의 제3 쌍의 작동 힘줄(75, 76)에 대한 풀리 표면으로서 작용할 수 있으며, 여기에서 지지 링크(2)는 공통 근위 회전축(P-P)을 중심으로 샤프트(7)의 원위 단부(8)에 대해 관절화된다. 상기 지지 링크(2)의 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(96, 98)은 지지 링크(2)의 대향 측면 상에서 연장된다. 일 구현예에 따르면, 길항 힘줄의 제3 쌍의 작동 힘줄(75, 76)에 대한 풀리 표면은 지지 링크(2)의 종결 시트(6)의 내부 표면에 의해 형성된다.
상기 연결 링크(90)가 제공되는 일 구현예에 따르면, 링크(90)는 평행한 모선을 갖고 모두 공통 근위 회전축(P-P)에 평행한 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(97, 99)을 포함하고, 여기에서 근위 힘줄의 상기 제1, 제2 및 제3 쌍의 작동 힘줄(71, 72, 73, 74, 75, 76)은 링크(90)의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(97, 99) 상에서 슬라이딩한다. 연결 링크(90)의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(97, 99)은 연결 링크(97, 99)의 대향 측면 상에서, 그리고 연결 링크(90)와 지지 링크(2) 사이에서 연장되고, 길항 힘줄의 상기 제1, 제2 및 제3 쌍의 각각의 힘줄(71, 72, 73, 74, 75, 76)은 이들이 근위로 그 위에서 슬라이딩하는 연결 링크(90)의 괘선 표면(97, 99)에 반대쪽을 향하는 지지 링크(2)의 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(96) 상에서 슬라이딩하지 않고 서로에 대해 교차하여 슬라이딩하거나 래핑한다. 예를 들어, 지지 링크(2)의 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(96, 98)은 링크(90)의 갈래(91, 92) 사이에 개재되고, 공통 근위 회전축(P-P)에 대해 대향하도록 배향된다.
힘줄(71, 72, 73, 74, 75, 76)과 슬라이딩 또는 권취식으로 접촉하는 평행한 모선을 갖는 볼록한 괘선 표면(79, 80, 96, 97, 98, 99)은 바람직하게는 모두 링크(2, 90) 또는 팁(10, 20)의 각각의 몸체에 대한 외부 표면이다.
작동 힘줄(71, 72, 73, 74, 75, 76)은 바람직하게는 얽힌 폴리머 섬유에 의해 형성된 폴리머 힘줄이다.
전술한 바와 같이, 일 구현예에 따르면, 수술용 절단 기구(1)는 원위 단부(8)를 갖는 로드(7) 및 로드(7)의 원위 단부(8)에 연결된 관절형 엔드-이펙터(9)를 포함한다. 상기 관절형 엔드-이펙터(9)는 평행한 모선을 갖는 연결 링크(97, 99)의 하나 이상의 볼록한 괘선 표면을 단일 피스로 포함하는 몸체를 갖는 로드(7)의 원위 단부(9)에 연결되는 연결 링크(90), 및 제1 원위 연결 부분(13)을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 관절형 엔드-이펙터(9)는, 평행한 모선을 갖는 지지 링크(96, 98)의 하나 이상의 볼록한 괘선 표면을 단일 피스로 포함하는 몸체를 갖는, 연결 링크(90)에 대해 관절화될 수 있는, 지지 링크(2)를 포함한다. 제1 연결 링크(90)의 제1 원위 연결 부분에 대해 관절화된 근위 연결 부분은 지지 링크(2)에 포함될 수 있으며, 이들이 공통 근위 회전축(P-P)을 중심으로 상대적으로 회전할 수 있도록, 연결 링크(90) 및 지지 링크(2)에 대한 근위 회전 조인트(509)를 정의한다.
일 구현예에 따르면, 상기 지지 링크(2)는 제2 원위 링크 부분(17)을 추가로 포함한다.
일 구현예에 따르면, 상기 관절형 엔드-이펙터(9)는 평행한 모선을 갖는 블레이드 홀더 루트의 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(79)에 의해 형성된 풀리 부분을 갖는 블레이드 홀더 링크(51)의 부착 루트를 단일 피스로 포함하는 몸체를 갖는 지지 링크(2)에 대해 관절화된 블레이드 홀더 링크(50), 및 드래그 부분(57)을 추가로 포함한다.
일 구현예에 따르면, 상기 관절형 엔드-이펙터(9)는 제1 팁의 상기 블레이드 홀더 링크(50)와 일체로 회전하는 블레이드 링크(30)를 추가로 포함하며, 이는 절단 에지(34) 및 블레이드 홀더 링크(50)의 상기 드래그 부분과 체결되는 드래그 카운터 부분(37)을 단일 피스로 포함하는 몸체를 갖는다.
일 구현예에 따르면, 상기 관절형 엔드-이펙터(2)는 지지 링크(2)에 대해 그리고 블레이드 링크(30) 및 블레이드 홀더 링크(50)에 의해 형성된 어셈블리에 대해 관절화된 반응 링크(예를 들어, 카운터-블레이드(24)가 별도의 카운터-블레이드 링크(40) 상에 만들어지는 제2 팁 링크 또는 카운터-블레이드 링크(6))를 추가로 포함하며, 이는 평행한 모선을 갖는 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(80)에 의해 형성된 풀리 부분을 갖는 제2 부착 루트(21)를 단일 피스로 포함하는 몸체를 갖는다.
일 구현예에 따르면, 블레이드 홀더 링크(51)의 부착 루트 및 부착 루트(21)는, 이들이 상기 공통 근위 회전축(P-P)에 직교하는 공통 원위 회전축(Y-Y)을 중심으로 상대적으로 회전할 수 있도록, 지지 링크(2)의 제2 원위 연결 부분(17)과 함께 블레이드 홀더 링크(50)에 대한 원위 회전 조인트(502), 반응 링크 및 지지 링크(2)를 정의한다.
일 구현예에 따르면, 상기 관절형 엔드-이펙터(9)는 반응 링크의 상기 부착 루트(21)와 함께 일체로 회전하는 카운터-블레이드 부분(24)를 추가로 포함한다.
일 구현예에 따르면, 추가적으로, 상기 수술용 절단 기구(1)는 샤프트(7)를 따라 연장되고, 상기 공통 원위 회전축(Y-Y)을 중심으로 블레이드 링크(30)를 이동시키기 위한 블레이드 홀더 링크(50)에 연결된 길항 힘줄(71, 72)의 제1 쌍, 샤프트(7)를 따라 연장되고, 상기 공통 원위 회전축(Y-Y)을 중심으로 카운터-블레이드 부분(24)을 이동시키기 위한 상기 반응 링크에 연결된 길항 힘줄(73, 74)의 제1 쌍을 포함하며, 각각의 힘줄(71, 72, 73, 74)은 길이방향 연장부를 갖는다.
일 구현예에 따르면, 블레이드 홀더 링크(50)의 부착 루트는, 적어도 상기 길항 힘줄(71, 72)의 제1 쌍을 수용하는 제1 종결 시트(15)를 단일 피스로 포함하고, 부착 루트(21)는 적어도 상기 길항 힘줄(73, 74)의 제2 쌍을 수용하는 제2 종결 시트(25)를 단일 피스로 포함한다.
일 구현예에 따르면, 연결 링크(90)의 평행한 모선을 갖는 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(97, 99) 중 적어도 하나는 상기 공통 근위 회전축(P-P)에 대해 평행하다.
일 구현예에 따르면, 지지 링크(2)의 평행한 모선을 갖는 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(96, 98) 중 적어도 하나는 상기 공통 근위 회전축(P-P)에 대해 평행하다.
일 구현예에 따르면, 블레이드-루트 링크(50)의 평행한 모선을 갖는 블레이드 홀더 루트(79)의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면 및 반응 링크(20)의 평행한 모선을 갖는 추가 루트(80)의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면은 공통 원위 회전축(Y-Y)에 대해 평행하다.
일 구현예에 따르면, 길항 힘줄(71, 72)의 제1 쌍 및 길항 힘줄(73, 74)의 제2 쌍은, 블레이드 링크(30)와 카운터-블레이드 부분(24)을 각각 개방/폐쇄 상태로 이동시키기 위해, 연결 링크(90)의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(97, 99) 상에서, 그리고 지지 링크(2)의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(96, 98) 상에서 길이방향으로 슬라이딩하도록 적용되고, 블레이드 홀더 링크(50)의 루트 또는 반응 링크의 루트의 각각의 볼록한 괘선 표면(79 또는 80) 상에서 슬라이딩하지 않고 권취되고/풀리도록 적용된다.
일 구현예에 따르면, 블레이드 링크(30)의 절단 에지(34)는 절단 작동을 가하기 위해 기계적 간섭 접촉 조건 하에서 개방/폐쇄 자유도(G)의 이동 중 상기 카운터 블레이드 부분(24)에 접하도록 적용되고, 블레이드 링크(30)의 절단 에지(34)은 공통 원위 회전축(Y-Y)에 대해 평행한 방향으로 탄성적으로 굽혀질 수 있다.
일 구현예에 따르면, 블레이드 홀더 링크(50)의 루트(51)의 제1 종결 시트(15)와 지지 링크(2)의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(96, 98)의 표면(96) 사이의 공통 원위 회전축(Y-Y)에 대한 평행한 방향으로의 제1 거리(Y5)는 임의의 절단 조건에 대해 일정하다.
일 구현예에 따르면, 제2 루트(21)의 제2 종결 시트(25)와 지지 링크(2)의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(96, 98)의 표면(98) 사이의 공통 원위 회전축(Y-Y)에 대한 평행한 방향으로의 제1 거리(Y5’)는 임의의 절단 조건에 대해 일정하다.
일 구현예에 따르면, 상기 원위 회전 조인트(502)는 축 방향의 강성 회전 조인트이다.
일 구현예에 따르면, 링크의 모든 볼록한 괘선 표면(79, 80, 96, 97, 98, 99)은 길이방향 채널을 갖지 않는다.
일 구현예에 따르면, 블레이드 홀더 링크(50)의 부착 루트(51)는 축 방향으로 외측을 향하는 제1 표면을 포함하고, 여기에서 반응 링크의 제2 루트(21)는 축 방향으로 외측을 향하는 제2 표면을 포함하고, 블레이드 홀더 링크(50)의 상기 제1 부착 루트 표면(51)과 반응 링크의 상기 제2 부착 루트 표면(21) 사이의 축 방향으로의 거리(Y8)는 임의의 절단 조건에 대해 일정하다.
일 구현예에 따르면, 블레이드 홀더 링크(50)는 제1 레그(77.1)의 자유 단부를 형성하는 블레이드 홀더 링크(50)의 루트(51)로부터 연장되는 제1 캔틸레버 드래그 레그(77)를 단일 피스로 포함하고, 상기 제1 캔틸레버 드래그 레그(77)는 상기 제1 종결 시트(15)를 축 방향으로 한정하고; 여기에서 제2 루트(21)는 제2 레그(78.1)의 자유 단부를 형성하는 반응 링크의 루트(21)로부터 연장되는 제2 캔틸레버 드래그 레그(78)를 단일 피스로 포함하고, 상기 제2 캔틸레버 드래그 레그(78)는 상기 제2 종결 시트(25)를 축 방향으로 한정하고; 상기 제1 및 제2 캔틸레버 레그(77, 78)는 각각의 힘줄 종결부(70)에 대한 드래깅 접합부로서 작용하는 각각의 종결 시트(15, 25)에 대한 언더컷으로서 접합부 및 드래그 벽을 각각 포함한다.
일 구현예에 따르면, 블레이드 홀더 링크(50)의 제1 캔틸레버 레그(77)와 지지 링크(2)의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(96, 98)의 표면(96) 사이의 축 방향으로의 제1 거리는 임의의 절단 조건에 대해 일정하고, 제2 캔틸레버 레그(78)와 지지 링크(2)의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(96, 98)의 표면(98) 사이의 공통 원위 회전축(Y-Y) 방향에 대해 평행한 방향으로의 제2 거리는 임의의 절단 조건에 대해 일정하다.
일 구현예에 따르면, 블레이드 홀더 링크(50) 및 블레이드 링크(30) 중 적어도 하나는 원위 자유 단부를 단일 피스로 포함한다.
일 구현예에 따르면, 카운터-블레이드 부분(24)은 축 방향 내측으로 돌출되고, 바람직하게는 축 방향 내측을 향하는 오목부를 갖는 내측으로 만곡된 돌출 표면을 포함한다.
링크(90)에 대해 상기 공통 근위 회전축(P-P)을 중심으로 상기 지지 구조체를 갖는 지지 링크(2)를 이동시키기 위해 길항 힘줄(75, 76)의 제3 쌍을 추가로 포함할 수 있으며, 여기에서 지지 링크(2)는 길항 힘줄(75, 75)의 상기 제3 쌍의 힘줄 종결부(70)를 수용하는 적어도 제3 종결 시트(6)를 포함한다.
일 구현예에 따르면, 길항 힘줄의 상기 제3 쌍의 작동 힘줄(75, 76)은 지지 링크(2)의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(96, 98) 상에서 길이방향으로 슬라이딩하지 않고 권취되고/풀리며, 따라서 이들은 길항 힘줄의 제3 쌍의 작동 힘줄(75, 76)에 대한 풀리 표면으로서 작용한다.
전술한 바와 같이, 일 구현예에 따르면, 지지 링크(2)는 제1 연결 링크(90)의 제1 원위 링크 부분(95)에 대해 관절화된 근위 연결 부분(13)을 단일 피스로 추가로 포함하며, 이는 연결 링크(90) 및 지지 링크(2)에 대한 근위 회전 조인트(509)를 한정하여 이들이 공통 근위 회전축(P-P)을 중심으로 상대적으로 회전할 수 있도록 한다.
전술한 바와 같이, 일 구현예에 따르면, 지지 링크(2)는 제2 원위 연결 부분(17)을 추가로 포함한다. 지지 구조체의 원위 연결 부분(17)은 바람직하게는, 원위 회전축(Y-Y)을 정의하기 위한, 즉, 피치 근위 회전축(P-P)에 대해 직교할 수 있는 공통 원위 회전축(Y-Y) 또는 요 축(Y-Y)을 갖는 원위 회전 조인트(502) 또는 요 회전 조인트(502)를 형성하기 위한, 예를 들어 2개의 갈래(3, 4)를 포함하는 지지 구조체를 포함한다.
이에 따라, 절단 조인트의 강성 축 방향 회전 조인트(502)가 만들어진다. 개방/폐쇄 자유도의 폐쇄 운동 중 절단 작동을 함께 가할 수 있는, 축 방향 강성 회전 조인트(502)와 일체로 회전하는 절단 에지(34)를 갖는 블레이드 및 카운터-블레이드(24)가 제공된다.
따라서, 관절 핀(5)에 피팅되거나 그렇지 않으면 지지 링크(2)의 원위 부분(17)의 갈래(3, 4) 사이에 개재되는 벨빌 유형의 탄성 요소가 제공될 필요가 없게 된다. 또한, 루트를 축 방향으로 함께 조이도록 적용되는 조정 나사가 제공될 필요가 없게 된다.
상기 축 방향 강성 원위 회전 조인트(502)는 또한 절단 에지(34)를 요의 회전축(Y-Y)을 중심으로 회전시킴으로써 이를 배향시킬 수 있게 할 수 있으며, 이를 통해 절단 배향의 조정을 제어할 수 있게 된다.
이러한 원위 회전 조인트(502)는 또한 요 자유도(Y)의 임의의 배향, 즉 지지 링크(2)의 원위 부분(17)에 대한 블레이드 홀더 링크(50), 블레이드 링크(30) 및 반응 링크에 의해 형성된 어셈블리의 임의의 이동에 대해서 뿐만 아니라, 근위 회전 조인트(509)의 피치 자유도(P)의 임의의 배향에 대해, 즉, 지지 링크(2) 및 블레이드 홀더 링크(50)에 의해 형성된 어셈블리, 블레이드 링크(30) 및 샤프트에 대한 연결 링크(90)에 대한 반응 링크의 임의의 이동에 대하여 축 방향으로 강성이다. 바람직하게는, 샤프트에 대한 연결 링크(90)는, 예를 들어 한 쌍의 핀(94)에 의해 로드(7)의 원위 단부(8)에 대해 견고하게 고정되며, 이러한 경우 피치 자유도(P)는 특히 샤프트(8)가 강성 샤프트인 경우, 샤프트(7)에 대한 지지 링크(2)의 배향으로서 이해될 수 있다.
지지 구조체는 바람직하게는 강성 지지 구조체이며, 이에 따라 이의 근위 및 원위 연결 부분(13, 17)과의 지지 링크(2)는 바람직하게는 서로에 대해 직교하는 회전축(P-P, Y-Y)을 갖는 2개의 회전 조인트(509, 502)를 단일 피스로 정의한다.
관절형 엔드-이펙터(9)는 평행한 모선을 갖는 블레이드 홀더 루트의 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(79)에 의해 형성된 풀리 부분(79)을 갖는 블레이드 홀더 링크(51)의 부착 루트를 단일 피스로 포함하는 몸체를 갖는 지지 링크(2)에 대해 관절화된 블레이드 홀더 링크(50)를 추가로 포함한다. 블레이드 홀더 링크(50)는 상기 원위 회전 조인트(502)에서 관절화되는 근위 부착 루트(51)를 단일 피스로 포함한다.
관절형 엔드-이펙터(9)는 상기 블레이드 홀더 링크(50)와 일체로 회전하는 제4 블레이드 링크(30)를 추가로 포함할 수 있으며, 이는 절단 에지(34)를 단일 피스로 포함하는 몸체를 갖는다. 절단 에지(34)은 절단 작동을 수행하도록 적용된다. 블레이드 링크(30)는 상기 원위 회전 조인트(502)에서 관절화되는 근위 부착 루트(31)를 단일 피스로 포함한다.
전술한 바와 같이, 원위 회전 조인트(502)는 절단 작동을 야기할 수 있다. 블레이드 링크(30)의 절단 에지(34)는 기계적 간섭 접촉 조건에서 개방/폐쇄 자유도(G)의 이동 중 절단 작동을 가하도록, 상기 반응 링크와 일체로 회전하는 상기 카운터-블레이드 부분(24)에 대해 접하도록 적용된다.
절단 작동을 얻기 위한 축 방향으로의 탄성은 블레이드 부분(14)의 탄성에 의해 적어도 부분적으로 제공되는 한편, 블레이드 링크(30)의 루트(31)가 관절화되는 원위 회전 조인트(502)는 축 방향으로 강성이다; 즉 지지 링크(2)의 원위 연결 부분(17)과 원위 회전축(Y-Y) 상의 반응 루트, 블레이드 및 블레이드 홀더 링크의 루트(21, 31, 51) 사이의 상대적 변위로 인해, 이는 탄성적으로 하중을 받지 않게 된다.
전술한 바와 같이, 관절형 엔드-이펙터(9)의 링크를 상기 공통 근위 회전축 및/또는 원위 회전축(Y-Y)을 중심으로, 즉 피치 회전축(P-P) 및/또는 요 회전축(Y-Y)를 중심으로 이동시켜 관절형 엔드-이펙터(9)의 자유도를 활성화시키기 위해, 바람직하게는, 수술 기구(1)는 샤프트(7)를 통해 후단부(104)로부터 관절형 엔드-이펙터(9)로 연장되고 관절형 엔드-이펙터(9)의 적어도 일부 링크에서 종결되는 길항 작동 힘줄의 복수의 쌍을 포함한다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 블레이드 홀더 링크(50)의 루트(51)는, 길항 힘줄(71, 72)의 제1 쌍을 수용하는 제1 종결 시트(15)를 단일 피스로 포함하고, 제2 루트(21)는 길항 힘줄(73, 74)의 제2 쌍을 수용하는 제2 종결 시트(25)를 단일 피스로 포함한다. 당업자는 이러한 바람직한 구현예에서, 길항 작동 힘줄의 상기 제1 쌍 및 제2 쌍 각각이 개방 작동 힘줄(71, 73) 및 폐쇄 작동 힘줄(72, 74)을 포함한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 종결 시트(15, 25)를 각각의 링크와 함께 단일 피스로 생성함으로써, 피스의 개수를 최소로 유지하고, 용이한 조립 및 소형화에 적합하게 할 수 있다. 이에 더하여, 블레이드 링크(30)의 루트(31)를 매우 얇게 만들 수 있거나, 또는 적어도 굽혀질 수 있는 부분만큼 얇게 만들 수 있게 되며, 이는 블레이드 링크(30)의 제작을 단순화하는 동시에 절단 작동에 기능하는 이의 기계적 특성에 대한 미세 특성화를 가능하게 한다. 추가적으로, 바람직한 일 구현예에 따르면, 각각의 종결 시트(15, 25)는 길항 힘줄의 각각의 쌍의 길항 힘줄 둘 모두에 대한 종결 시트로서 작용하여, 각각의 링크에서 수행되는 작동의 수를 최소한으로 유지하게 할 수 있으며, 따라서 소형화에 적합하게 할 수 있다. 따라서, 이러한 경우 블레이드 링크(30)는 어떠한 종결 시트도 포함하지 않게 되며, 블레이드 홀더 링크(50)에 의해 회전하면서 드래깅된다. 이에 따라, 작동 힘줄의 개수를 적게 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 종결 시트의 개수를 최소한으로 유지할 수 있게 되며, 소형화에 유리하게 된다.
일 구현예에 따르면, 제1 루트의 제1 종결 시트(15) 및 제2 루트(21)의 제2 종결 시트(25)는 각각의 링크의 몸체 옆에서 각각의 루트로부터 길이방향으로 연장되는 캔틸레버 드래그 레그(77, 78)에 의해 각각 한정된다. 각각의 캔틸레버 레그(77, 78)는 바람직하게는 각각의 링크와 함께 단일 피스로 제조되고, 각각의 루트에 근위로 부착되고, 블레이드 홀더 링크(50)의 몸체 또는 반응 링크의 몸체를 따라 길이방향으로 캔틸레버형으로 돌출되어, 각각 레그 자유 단부(77.1, 78.1)를 형성한다. 이에 따라, 블레이드 홀더 링크(50) 및 반응 링크의 각각의 종결 시트(15, 25)는 실질적으로 방사형 슬롯이고, 또한 바람직하게는 각각의 부착 루트에 의해 형성된 방사형 바닥 벽을 갖는 길이방향 슬롯이다.
바람직하게는, 캔틸레버 드래그 레그(77, 78)의 연장부 및 블레이드 홀더 링크(50) 또는 반응 링크의 몸체의 각각의 나란히 있는 부분의 연장부는 실질적으로 각각 동일하며, 이에 따라, 개방/폐쇄 방향으로 동일한 높이로 나란히 배치되고, 각각 제1 또는 제2 종결 시트(15, 25)에 수용된 길항 힘줄 한 쌍의 각각의 작동 힘줄(71, 72, 73, 74)의 각각의 힘줄 종결부(70)에 대한 접합부 및 드래그 접합부로서 기능하는 각각의 종결 시트(15, 25)의 에지의 접합부 및 드래그 벽(15.1, 25.1)을 각각 향하게 된다. 각각의 작동 힘줄의 힘줄 종결부(70)는 예를 들어 매듭 또는 보스에 의해 형성된 확장된 부분일 수 있으며, 이는 각각의 종결 시트(15, 25)의 에지의 상기 접합부 및 드래그 벽(15.1, 25.1)에 대해 접한다. 즉, 각각의 종결 시트(15, 25)의 에지의 상기 접합부 및 드래그 벽(15.1, 25.1)은 폐쇄 드래그 접합부로서 작용하는 에지 벽, 및 개방 드래그 접합부로서 작용하는 반대쪽을 향하는 대향 에지 벽을 포함한다. 따라서, 종결 시트(15 및 25)의 접합부 및 드래그 벽(15.1, 25.1)은 각각의 종결 시트(15, 25)에서 각각의 힘줄 종결부(70)에 대한 언더컷으로서 배열되고, 각각의 종결 시트(15, 25)는 관통 종결 시트이며, 바람직하게는 각각의 링크의 자유 단부를 향하여 길이방향으로 향하는 접근 개구부를 갖는다. 따라서, 길항 힘줄의 상기 제1 및 제2 쌍의 각각의 작동 힘줄(71, 72, 73, 74)의 원위 부분은 각각의 종결 시트(15, 25)에서 교차 및/또는 중첩되어, 각각의 힘줄 종결부(70)를 개방/폐쇄 자유도(G)의 개방 및/또는 폐쇄 방향으로 블레이드 홀더 링크(50)에 대한 회전 및/또는 반응 링크에 대한 회전에 드래그를 가하기 위해 이에 대해 언더컷으로서 둘레에 배치된 접합부 및 드래그 벽(15.1, 25.1)에 접하게 한다.
따라서, 이러한 경우, 제1 축 방향 거리(Y5)는 블레이드 홀더 링크(50)의 제1 캔틸레버 레그(77)와 지지 링크(2)의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(96, 98)의 표면(96) 사이의 회전축(Y-Y)의 방향으로의 거리로서 정의될 수 있으며, 이러한 제1 축 방향 거리는 임의의 절단 조건에 대해 일정하다. 마찬가지로, 제2 거리(Y’)는 제2 캔틸레버 레그(78)와 지지 링크(2)의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(96, 98)의 표면(98) 사이의 공통 원위 회전축(Y-Y)에 대한 평행한 방향으로의 거리로서 정의될 수 있으며, 이는 임의의 절단 조건에 대해 일정하다. 축 방향 거리(Y5, Y5')는 임의의 절단 조건에 대해 변하지 않고 유지되므로, 즉 원위 회전 축(Y-Y)의 관절 핀(5)를 따르는 슬라이딩은 제공되지 않으므로, 이러한 거리 또는 다른 축 방향 거리는 관절형 엔드-이펙터(9)의 서로 다른 지점 사이에서 측정될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 블레이드 홀더 링크(50)의 부착 루트(51)는 축 방향으로 외측을 향하는 제1 표면(85)을 포함하고, 여기에서 추가의 반응 링크의 추가의 루트(21)는 축 방향으로 외측을 향하는 제2 표면(86)을 포함하고, 블레이드 홀더 링크(50)의 부착 루트(51)의 상기 제1 표면(85)와 반응 링크의 추가의 부착 루트(21)의 상기 제2 표면(86) 사이의 축 방향으로의 거리(Y8)는 임의의 절단 조건에 대해 일정하다. 표면(85, 86)은 원위 회전축(Y-Y)에 직교하는 평평한 표면일 수 있다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 블레이드 홀더 링크(50)의 루트(51)의 제1 종결 시트(15)와 지지 링크(2)의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(96, 98)의 표면(96) 사이의 축 방향 거리(Y5)는 추가의 반응 링크의 루트(21)의 제2 종결 시트(25)와 지지 링크(2)의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(96, 98)의 표면(98) 사이의 축 방향 거리(Y5’)와 동일하다.
따라서 루트와 갈래 사이뿐만 아니라 루트 사이의 관절 핀(5)을 따르는 축 방향 슬라이딩을 방지함으로써, 공통 원위 회전축(Y-Y)을 중심으로 하는 상기 링크 사이의 상대적 회전을 방지하지 않으면서, 개방/폐쇄 자유도(G)를 작동하기 위해, 즉 절단 작동을 가하기 위해 힘줄의 제1 또는 제2 쌍의 힘줄(71, 72, 73, 74)이 그 위에서 길이방향으로 슬라이딩하는 지지 링크(2)의 괘선 표면(96, 98)과 블레이드 홀더 링크(50)의 루트(51) 또는 반응 링크의 루트(21)와 각각 단일 피스로 제조된 각각의 힘줄을 위한 종결 시트(15, 25) 사이의 기하학적 관계가 유지된다. 회전축에 대해 평행한 방향에서 힘줄은 이의 각각의 괘선 표면에 대해 슬라이딩하지 않는다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 그리고 전술한 바와 같이, 블레이드 링크 홀더(50)의 루트(51) 및 제2 루트(21)는 원주방향 반대 측면으로부터 각각의 드래그 시트(15, 25)와 겹쳐지고 반경방향으로 향하는 바닥 벽을 형성하는 각각의 종결 시트(15, 25) 내부에서 연속되는, 즉 공통 회전축(Y-Y)에 반대쪽을 향하는, 공통 회전축(Y-Y)에 반대쪽을 향하는 적어도 하나의 풀리 표면(79, 80)을 각각 포함하며, 이에 따라 상기 제1 및 제2 쌍의 힘줄(71, 72, 73, 74)의 각각의 힘줄의 각각의 힘줄 종결부(70)에 가까운 원위 부분은, 힘줄 종결부(70)가 각각의 종결 시트(15, 25)의 이의 접합부 및 드래그 벽(15.1, 25.1)에 대해 접할 경우, 상기 적어도 하나의 풀리 표면(79, 80) 상에서 권취된다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 블레이드 홀더 링크(50)의 루트(51)의 적어도 하나의 풀리 표면(79) 및 반응 링크의 루트(21)의 적어도 하나의 풀리 표면(80)은 모두 평행한 모선을 가지며 공통 회전축(Y-Y)에 평행한 볼록한 괘선 표면이며, 이들은 힘줄을 가이드하거나 유지하기 위한 원주방향 채널 또는 홈을 포함하지 않는다. 적어도 하나의 풀리 표면(79, 80)은 존재하는 경우 방사형 절단 채널(19, 29)에서 중단될 수 있다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 지지 링크(2)는 평행한 모선을 갖고 모두 공통 근위 회전축(P-P)에 대해 평행한 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(96, 98)을 포함하고, 길항 힘줄의 제1 및 제2 쌍의 작동 힘줄(71, 72, 73, 74)은 블레이드 홀더 링크(50) 및/또는 링크(20)의 작동 동안 지지 링크(2)의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(84, 86) 위에서 길이방향으로 슬라이딩하며, 여기에서 지지 링크(2)의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(96, 98)은 힘줄을 수용하고 가이드하기 위한 가이드 채널 또는 홈을 포함하지 않는다. 지지 링크(2)는 또한 개방/폐쇄 자유도의 작동 동안 길항 힘줄의 제1 쌍 및 제2 쌍의 작동 힘줄(71, 72, 73, 74)이 그 위에서 길이방향으로 슬라이딩하는 공통 원위 회전축(Y-Y)(도면에는 도시되지 않음)에 평행한 하나 이상의 볼록한 괘선 표면을 포함할 수 있다.
평행한 모선을 갖고 모두 지지 링크(2)의 공통 근위 회전축(P-P)에 평행한 동일한 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(96, 98)은 또한 길항 힘줄의 제3 쌍의 작동 힘줄(75, 76)을 위한 풀리 표면으로서 작용할 수 있다. 지지 링크(2)의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(96, 98)은 지지 링크(2)의 대향면 상에서 연장된다. 일 구현예에 따르면, 길항 힘줄의 제3 쌍의 작동 힘줄(75, 76)에 대한 풀리 표면은 지지 링크(2)의 종결 시트(6)의 내부 표면에 의해 형성된다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 링크(97, 99)는 평행한 모선을 갖고 모두 공통 근위 회전축(P-P)에 평행한 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(71, 72, 73, 74, 75, 76)을 포함하고, 여기에서 근위 힘줄의 상기 제1, 제2 및 제3 쌍의 작동 힘줄(97, 99)은 링크(90)의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(90) 상에서 길이방향으로 슬라이딩한다. 연결 링크(60)의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(97, 99)은 연결 링크(90)의 대향 측면 상에서, 그리고 연결 링크(90)와 지지 링크(2) 사이에서 연장되고, 길항 힘줄의 상기 제1, 제2 및 제3 쌍의 각각의 힘줄(71, 72, 73, 74, 75, 76)은 이들이 근위로 그 위에서 슬라이딩하는 연결 링크(90)의 괘선 표면(97, 99)에 반대쪽을 향하는 지지 링크(2)의 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(96) 상에서 슬라이딩하지 않고 서로에 대해 교차하여 슬라이딩하거나 래핑한다. 예를 들어, 지지 링크(2)의 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(96, 98)은 링크(90)의 갈래(91, 92) 사이에 개재되고, 공통 근위 회전축(P-P)에 대해 대향하도록 배향된다.
힘줄(71, 72, 73, 74, 75, 76)과 슬라이딩 또는 권취식으로 접촉하는 링크의 평행한 모선을 갖는 볼록한 괘선 표면(79, 80, 96, 97, 98, 99)은 바람직하게는 모두 각각의 링크에 대한 외부 표면이다.
작동 힘줄(71, 72, 73, 74, 75, 76)은 바람직하게는 얽힌 폴리머 섬유에 의해 형성된 폴리머 힘줄이다. 예를 들어, 상기 얽힌 폴리머 섬유는 고분자량 폴리에틸린(UHMWPE) 섬유를 포함한다.
일반적인 일 구현예에 따르면, 회전축(Y-Y)를 갖는 절단 조인트의 회전 조인트(502)가 제공된다.
회전 조인트(502)는 전술한 구현예 중 어느 하나에 따른 관절형 엔드-이펙터(9)의 회전 조인트일 수 있다.
회전 조인트(502)의 회전축은 수술 기구의 관절형 엔드-이펙터(9)의 원위 요 회전축(Y-Y)일 수 있다.
절단 조인트는 바람직하게는 작동 힘줄(71, 72, 73, 74)에 의해 작동된다.
상기 회전 조인트(502)는 예를 들어 2개의 갈래(3, 4)를 포함하는 지지 구조체의 원위 연결 부분을 포함한다.
상기 회전 조인트(502)는 제1 자유 단부(12) 및 절단 에지(34)를 갖고 축 방향으로 탄성적으로 굽혀질 수 있는 몸체를 갖는 블레이드 부분(14)과 일체로 회전하는 제1 부착 루트(11)를 추가로 포함한다.
상기 회전 조인트(502)는 제2 자유 단부(22) 및 카운터 블레이드 부분(24)과 일체로 회전하는 제2 부착 루트(21)를 추가로 포함한다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 그리고 전술한 바와 같이, 제1 팁(10)의 제1 루트(11)는 지지 구조체와 직접적으로 밀접하게 접촉하고, 제2 팁(10)의 제2 루트(21)는 지지 구조체와 직접적으로 밀접하게 접촉한다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 그리고 전술한 바와 같이, 제1 팁(10)의 상기 제1 루트(11)는 제1 축 방향 외부 접촉 표면(81)을 포함하고, 상기 제1 갈래(3)는 제1 축 방향 내부 접촉 카운터-표면(87)을 포함한다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 그리고 전술한 바와 같이, 제2 팁(20)의 상기 제2 루트(21)는 제2 축 방향 외부 접촉 표면(82)을 포함하고, 상기 제2 갈래(4)는 제2 축 방향 내부 접촉 카운터-표면(88)을 포함한다. 바람직하게는, 제1 루트(11)의 상기 제1 외부 접촉 표면(81), 제1 갈래(3)의 상기 제1 내부 접촉 카운터-표면(87), 제2 루트(21)의 상기 제2 외부 접촉 표면(82), 및 제2 갈래(4)의 상기 제2 내부 접촉 카운터-표면(88)은 모두 서로에 대해 평행하다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 그리고 전술한 바와 같이, 제1 팁(10)의 몸체는, 상기 절단 에지(34) 및 블레이드 링크 루트(31)를 갖는 상기 블레이드 부분(14)을 단일 피스로 포함하는 몸체를 갖는 블레이드 링크(30), 및 블레이드 홀더 링크 루트(51)를 갖는 블레이드 홀더 링크(50)를 포함하는, 2개의 별도의 피스 또는 링크로 형성되며, 여기에서 블레이드 링크 루트(31) 및 블레이드 홀더 링크 루트(51)는 서로 옆에 있으며 직접적으로 밀접하게 접촉하여, 제1 팁(10)의 상기 제1 루트(11)를 함께 형성한다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 그리고 전술한 바와 같이, 상기 블레이드 링크 루트(31)는 상기 블레이드 홀더 링크 루트(51)와 제2 팁의 제2 루트(21) 사이에 축 방향으로 개재될 수 있으며, 이와 직접적으로 밀접하게 접촉한다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 그리고 전술한 바와 같이, 블레이드 부분(14)과 일체로 회전하는 루트는 길항 힘줄(71, 72)의 제1 쌍을 위한 적어도 제1 종결 시트(15)를 단일 피스로 포함한다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 그리고 전술한 바와 같이, 카운터-블레이드 부분(24)과 일체로 회전하는 루트는 길항 힘줄(73, 74)의 제2 쌍을 위한 적어도 제2 종결 시트(25)를 단일 피스로 포함한다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 그리고 전술한 바와 같이, 지지 구조체, 예를 들어 지지 링크(2)는, 절단 작동 동안 길항 힘줄의 제1 및 제2 쌍의 힘줄이 그 위에서 슬라이딩하는 평행한 모선을 갖는 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(96, 98)을 단일 피스로 포함한다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 그리고 전술한 바와 같이, 상기 회전 조인트(502)는 축 방향으로 강성이며, 이에 따라, 제1 종결 시트(15)와 지지 구조체의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(96, 98)의 표면(96) 사이의 공통 원위 회전축(Y-Y)에 대해 평행한 방향으로의 제1 거리(Y5)는 임의의 절단 조건에 대해 일정하고, 제2 종결 시트(25)와 지지 구조체의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(96, 98)의 표면(98) 사이의 공통 원위 회전축(Y-Y)에 대해 평행한 방향으로의 제2 거리(Y5’)는 임의의 절단 조건에 대해 일정하다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 그리고 전술한 바와 같이, 블레이드 홀더 링크(50)의 부착 루트(51)는 축 방향으로 외측을 향하는 제1 표면을 포함하고, 여기에서 반응 링크의 제2 루트(21)는 축 방향으로 외측을 향하는 제2 표면을 포함하고, 블레이드 홀더 링크(50)의 상기 제1 부착 루트 표면(51)과 반응 링크의 상기 제2 부착 루트 표면(21) 사이의 축 방향으로의 거리(Y8)는 임의의 절단 조건에 대해 일정하다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 그리고 전술한 바와 같이, 블레이드 홀더 링크(50)는 제1 레그(77.1)의 자유 단부를 형성하는 블레이드 홀더 링크(50)의 루트(51)로부터 연장되는 제1 캔틸레버 드래그 레그(77)를 단일 피스로 포함하고, 상기 제1 캔틸레버 드래그 레그(77)는 상기 제1 종결 시트(15)를 축 방향으로 한정하고; 여기에서 제2 루트(21)는 제2 레그(78.1)의 자유 단부를 형성하는 반응 링크의 루트(21)로부터 연장되는 제2 캔틸레버 드래그 레그(78)를 단일 피스로 포함하고, 상기 제2 캔틸레버 드래그 레그(78)는 상기 제2 종결 시트(25)를 축 방향으로 한정하고; 상기 제1 및 제2 캔틸레버 레그(77, 78)는 각각의 힘줄 종결부(70)에 대한 드래깅 접합부로서 작용하는 각각의 종결 시트(15, 25)에 대한 언더컷으로서 접합부 및 드래그 벽을 각각 포함한다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 그리고 전술한 바와 같이, 블레이드 홀더 링크(50)의 제1 캔틸레버 레그(77)와 지지 링크(2)의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(96, 98)의 표면(96) 사이의 축 방향으로의 제1 거리는 임의의 절단 조건에 대해 일정하고, 제2 캔틸레버 레그(78)와 지지 링크(2)의 상기 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(96, 98)의 표면(98) 사이의 공통 원위 회전축(Y-Y) 방향에 대해 평행한 방향으로의 제2 거리는 임의의 절단 조건에 대해 일정하다.
수술용 가위 유형의 수술 기구
본 발명의 구현예에 대한 전술한 설명과 관련하여, 상기 수술기구(1)는 예를 들어 도 31-53 및 도 55에 도시된 바와 같은 수술용 가위 유형 기구일 수 있다. 이하에서는 상기 수술 기구(1)의 구현예를 설명하며, 여기에서 상기 수술 기구(1)는 수술용 가위 유형 기구이다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 제1 팁(10)의 제1 자유 원위 단부(12)는 블레이드 부분(14)의 원위 단부와 일치하지만, 제1 팁(10)은 상기 2개의 블레이드(30) 및 블레이드 홀더(50) 링크에 의해 형성될 수 있다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 제2 팁(20)의 몸체는 또한 절단 작동을 가하기 위해 축 방향으로 탄성적으로 굽혀질 수 있다. 따라서, 절단 작동 동안, 제1 팁(10)의 블레이드 부분(14)의 절단 에지(34)와 제2 팁(20)의 카운터-블레이드 부분(24) 사이의 기계적 간섭 접촉은 축 방향으로 외측으로 향하는 블레이드 부분(14)의 탄성 굽힘 변형을 초래하는 동시에 축 방향으로 외측으로 향하는 제2 팁(20)의 탄성 굽힘 변형을 초래한다. 제1 팁(10)의 블레이드 부분(14)의 외측 축 방향은 제2 팁(20)의 외측 축 방향과 반대되는 것으로 이해되어야 한다.
도 36의 개략도에 도시된 바와 같이, 제2 팁(20)의 카운터-블레이드 부분(24)이 축 방향 내측을 향하는, 즉 돌출부가 제2 팁(20)의 제2 원위 자유 단부(22)에서 또는 이에 근접하여 원위로 돌출되는 블레이드 부분(14)을 향하는, 오목부를 갖는 만곡된 돌출 표면인 경우, 절단 작동 동안, 그리고 비람직하게는 작은 개방 각도, 즉 특정 임계값 미만, 예를 들어 5° 미만으로, 절단 에지(34)와 카운터-블레이드 부분(24) 사이의 접점(POC)은 자유 단부(12, 22)에 근접하게 되고, 변형되지 않은 구성에 비해 외부 축 방향 블레이드 부분(14)의 탄성 굽힘이 발생하는 동시에, 변형되지 않은 구성에 비해 제2 외부 축 방향 팁(20)의 탄성 굽힘이 발생하게 된다. 즉, 블레이드 부분(14) 및 제2 팁(20)은 제1 팁(10)의 블레이드 부분(14) 및 제2 팁(20) 둘 모두가 각각의 변형되지 않은 구성에 비해 외측 축 방향으로 탄성적으로 굽혀지는 낮은 개방 각도에서 절단 작동을 수행하기 위한 평형 구성에 도달한다.
전술한 바와 같이, 바람직하게는, "접점(POC)"은 절단 에지(34)와 카운터-블레이드 부분(24) 사이의 접촉 영역의 최원위 부분을 의미한다.
절단 에지(34)와 카운터-블레이드 부분(24) 사이의 접점(POC)이 보다 후방 위치에 있는 경우, 즉, 전술한 구성, 예를 들어 약 10° 내지 25°의 개방 각도에 대한 구성보다 더 근위에 있는 경우(임계값 미만의 개방 각도, 예를 들어 5° 미만 또는 10° 미만), 제2 팁(20)이 제2 자유 원위 단부(22)에서 또는 이의 근처에서 원위로 보다 굽혀질 수 있고 근위로 보다 강성일 수 있기 때문에, 제2 팁(20)의 구성은 접점(POC)이 제2 자유 원위 단부(22)에 있거나 이에 근접하는 경우와 비교하여 보다 뚜렷한 곡률을 나타낼 수 있다는 점에 주목해야 하지만, 이는, 카운터-블레이드 부분(24)의 곡률이 제2 자유 원위 단부(22)에서 보다 돌출되도록 선택될 수 있기 때문에, 블레이드 부분(14) 또한 변형되어, 즉 굽혀져 접점(POC)이 제2 자유 원위 단부(22)에 있거나 이에 근접하는 경우(임계값보다 작은 개방 각도, 예를 들어 5° 미만 또는 10° 미만)와 비교하여 보다 뚜렷한 곡률을 나타낸다는 것을 반드시 의미하는 것은 아니다. 바람직한 일 구현예에 따르면, 제2 팁(20)의 몸체는 길이방향으로 테이퍼지고, 이에 따라 제2 팁(20)의 제2 원위 자유 단부(22)에 접근함에 따라 축 방향으로 더 얇아져, 제2 팁(20)이 굽혀질 수 있게 한다.
일 구현예에 따르면, 제2 팁(20)의 카운터-블레이드 부분(24)는 오목부가 축 방향 내측을 향하는, 즉 블레이드 부분(14)를 향하는 만곡형 돌출 표면이며, 여기에서 카운터-블레이드 부분(24)의 돌출부는 제2 팁(20)의 제2 원위 자유 단부(22)에서 또는 이에 근접하여 원위로 돌출되고, 또한 제1 팁(10)의 블레이드 부분(14)은 오목부가 축 방향으로 내측을 향하는, 즉, 카운터-블레이드 부분(24)를 향하는 만곡형 돌출 부분이며, 여기에서 블레이드 부분(14)의 돌출부는 제1 팁(10)의 제1 원위 자유 단부(12)에서 또는 이에 근접하여 원위로 돌출된다. 즉, 이러한 구현예에서, 제1 팁(10)의 블레이드 부분(14)의 축 방향 내측을 향하는 블레이드 표면(35)은 오목부가 축 방향으로 내측을 향하는, 즉 카운터-블레이드 부분을 향하는 오목한 돌출 표면이고, 돌출부는 제1 팁(10)의 제1 자유 원위 단부(12)에서 또는 이에 근접하여 원위로 돌출된다. 이러한 구현예에서, 또한 바람직하게는, 절단 에지(34)는 축 방향으로 내측을 향하는 오목부를 갖는 만곡형 경로를 표현한다.
블레이드 링크(30) 및 블레이드 홀더 링크(50)가 블레이드 링크(30) 및 블레이드 홀더 링크(50)를 일체로 회전시키기 위해 각각 드래그 체결 부분(37, 57)을 추가로 포함하는 일 구현예에 따르면, 블레이드 홀더 링크(50)의 드래그 체결 부분(57)은 내부 축 방향 돌출부(57), 즉 개방 드래그 표면(57.2) 및 대향하는 폐쇄 드래그 표면(57.1)을 포함하는 축 방향 내측으로 연장되는 축 방향 리지(57)로서 만들어지고, 여기에서 블레이드 링크(30)의 드래그 체결 부분(37)은 블레이드 홀더 링크(50)의 상기 축 방향 리지(57)를 수용하는 축 방향 관통 슬롯(37)으로서 만들어지며, 상기 축 방향 관통 슬롯(37)은 카운터-블레이드 링크( 50 )의 축 방향 리지(57)의 상기 개방 드래깅 표면(57.2)과 드래깅 접촉하는 개방 드래그 표면(37.2) 및 카운터-블레이드 링크( 50 )의 축 방향 리지(57)의 상기 폐쇄 드래그 표면(57.2)과 드래깅 접촉하는 대향하는 폐쇄 드래그 표면(37.1)에 의해 경계가 정해진다. 드래그 체결을 결정하도록 블레이드 링크(30)와 블레이드 홀더 링크(50) 사이의 어셈블리를 얻기 위해, 블레이드 링크(30)의 축 방향 관통 슬롯(37)은 절단 에지(34)에 대향하는 블레이드 링크(30)의 일측에서 개방되는, 즉 제1 팁(10)의 블레이드 링크(30)의 후면(D1)에서 개방되는 유입 개구부(37.0)를 갖도록 형상화된 경로를 나타낼 수 있으며, 여기에서 슬롯(37)의 경로는, 상기 드래그 개방 표면(37.2)이 후면(D1)을 향하는 유입 개구부(37.0)에 대한 언더컷과 같도록, 예를 들어 드래그 개방 표면(37.2)에 대해 입사 방향으로 배향된 형상의 유입 채널을 포함한다. 따라서, 이러한 경우, 블레이드 홀더 링크(50)의 축 방향 리지(57)는 유입 개구부(37.0)에 의해 블레이드 링크(30)의 슬롯(37)에 삽입되고, 이에 이어서 유입 채널을 통과한 후 드래그 체결을 얻도록 블레이드 링크(30)에 대해 회전한다. 다시 말하면, 이러한 경우, 블레이드(30)는 길이방향으로 캔틸레버식으로 연장되는, 예를 들어 공통 회전축(Y-Y)을 향하여 근위로 향하는, 절단 작동을 얻는 데 작용하지 않는 개방 드래그 레그(37.3)를 포함하며, 여기에서 상기 캔틸레버 개방 드래그 레그(37.3)는 상기 개방 드래그 표면(37.2)을 포함하고, 유입 개구부(37.0)를 이의 에지로 한정한다.
블레이드 홀더 링크(50)의 드래그 체결의 축 방향 리지(57)는 블레이드 홀더 링크(50)의 원위 단부(52)에서 수득될 수 있다. 이에 의해, 블레이드 홀더 링크(50)는 상기 축 방향 리지(57)를 형성하는 확장 및/또는 굽혀진 원위 단부(52)를 갖는 스쿼트 형태를 갖는다.
반드시 그런 것은 아니지만, 블레이드 부분(14)이 블레이드 링크(30)를 탄성적으로 굽히는 절단 작동 동안, 축 방향 외부 방향으로의 블레이드 링크(30)의 굽힘 변형은 상기 드래그 체결 슬롯(37)에 대해 원위에서만 발생할 수 있기 때문에 블레이드 홀더 링크(50)의 축 방향 리지(57)에 대해 축 방향 외부로 슬라이딩하게 되며, 블레이드 홀더 링크(50)는 이의 루트(51)와 블레이드 링크(30)와 접촉하는 축 방향 리지(57) 사이에서 축 방향 내측을 향하는 표면(58)을 포함할 수 있다.
블레이드 홀더 링크(50)의 축 방향 리지(57)의 위치 및 축 방향 내부로의 이의 연장부는 폐쇄 드래그 표면(57.1)에 대한 축 방향 리지(57)의 축 방향 내부 부분이 제2 팁(20)에 대한 폐쇄 스트로크 단부 표면(54)을 형성하도록 선택될 수 있으며, 개방/폐쇄 자유도(G)에 대한 폐쇄 스트로크 단부로서 작용하는 제2 팁(20)의 절단면(P2)의 표면을 밀접하게 수용하도록 구성된다. 따라서, 블레이드 링크(30)의 축 방향 리지(57)는 블레이드 링크(30)와 드래그 체결을 형성하는 기능 및 폐쇄 스트로크 단부 접합부를 형성하는 기능 둘 모두를 수행할 수 있다.
바람직하게는, 폐쇄 스트로크 단부 표면(54)은 절단 에지(34)가 이미 존재하는 제1 팁(10)의 세장형 몸체를 따라 길이방향 레벨로 연장된다; 즉, 폐쇄 스트로크 단부 표면(54)은 제1 팁(10)의 절단면(P1)을 향하고, 절단 에지(34)와 제1 팁(10)의 후면(D1) 사이의 블레이드 표면(35)으로부터 축 방향으로 캔틸레버식으로 연장된다.
도 43 및 예를 들어 도 51에 도시된, 예를 들어, 제1 팁(10)이 제1 팁 링크를 형성하는 단일 피스로 만들어지는 실시예에 따르면, 폐쇄 스트로크 단부 접합부가 제공되며, 이는 절단 에지(34)와 제1 팁(10)의 후면(D1) 사이의 블레이드 표면(35)으로부터 축 방향으로 캔틸레버식으로 연장되며, 여기에서 상기 폐쇄 스트로크 단부 접합부는 개방/폐쇄 자유도(G)의 폐쇄 스트로크 단부로서 작용하는 제2 팁(20)의 절단면(P2)의 표면을 밀접하게 수용하도록 구성된 폐쇄 스트로크 단부 표면(54)을 포함한다.
폐쇄 스트로크 단부 표면(54)은 바람직하게는 제2 팁(20)의 회전 접근 풋프린트에서 제1 팁(10)으로부터 연장된다.
도 44에 도시된 바와 같은 구현예에 따르면, 예를 들어, 제2 팁(20)의 세장형 몸체는 절단 작동을 가하기 위해 축 방향으로 탄성적으로 굽혀질 수 있으며, 여기에서 제2 팁(20)의 몸체는 제2 루트(21)로부터 원위 방향으로 연장되고 제2 팁(20)의 몸체의 절단 인터페이스 부분(27)에서 종결되는 연결 스템(23)을 포함하며, 여기에서 상기 절단 인터페이스 부분(27)은 2개의 길이방향으로 대향하는 자유 단부 및 그 사이에 카운터-블레이드 부분(24)를 포함하는 길이방향 및 축 방향 내측으로 지향되는 세장형 몸체를 갖는다. 바람직하게는, 절단 인터페이스 부분(27)의 원위 자유 단부는 제2 팁(12)의 상기 제2 원위 자유 단부(22)과 일치하고, 절단 인터페이스 부분(27)의 대향하는 근위 자유 단부(27.0)는 공통 회전축(Y-Y)을 향하여, 즉, 제2 팁(20)의 제2 루트(21)를 향하여 캔틸레버식으로 연장된다. 이에 의해, 제2 팁(20)의 연결 스템(23) 및 인터페이스 절단 부분(27)은 일종의 “T” 구조를 형성하며, 여기에서 2개의 캔틸레버 아암(27.1, 27.2)은 각각 자유 단부를 갖는 절단 인터페이스 부분(27)의 연결 스템(23)의 원위 상단으로부터 길이방향으로 대향하여 돌출되고, 카운터-블레이드 부분(24)은 절단 인터페이스 부분의 2개의 아암(27.1 및 27.2)에 속하며 연결 스템(23)에 대해 반대쪽을 향한다.
이에 의해, 절단 인터페이스 부분(27)의 근위 아암(27.1)과 연결 스템(23) 사이에는, 카운터-블레이드 부분(24)의 축 방향 변형, 즉 이의 근위 자유 단부(27.0)를 갖는 절단 인터페이스 부분(27)의 근위 아암(27.1)의 축 방향 변형을 수용하기 위한 카운터-블레이드 변형 시트(28)가 형성된다. 일 구현예에 따르면, 길항 작동 힘줄(73, 74)의 제2 쌍을 위한 제2 종결 시트(25)는 연결 스템(23)과 절단 인터페이스 부분(27)의 근접 아암(27.1) 사이에 축 방향으로 배치된다. 일 구현예에 따르면, 제2 종결 시트(25)의 원위 캔틸레버 레그(78)는, 연결 스템(23)이 제2 팁(20)의 제2 종결 시트(25)를 축 방향 외부로 한정하고 제2 종결 시트(25)의 원위 캔틸레버 레그(78)가 카운터-블레이드 변형 시트(28)의 적어도 일 부분을 축 방향 와부로 한정하도록, 연결 스템(23)과 절단 인터페이스 부분(27)의 근위 아암(27.1) 사이에서 원위로 캔틸레버식으로 연장된다. 일 구현예에 따르면, 제2 종결 시트(25)는 상기 카운터-블레이드 변형 시트(28) 내로 개방되며, 따라서, 이러한 구현예에서,길항 작동 힘줄(73, 74)은, 절단 인터페이스 부분(27)의 근위 아암(27.1)의 근위 자유 단부(27.0)와 제2 루트(21) 사이에 형성된 개구부에 이들을 축 방향으로 삽입한 후, 그리고 카운터-블레이드 변형 시트(28) 내부의 길항 작동 힘줄을 캔틸레버 레그(78)의 축 방향 내부 부분을 따라 원위 방향으로 이동시킨 다음 이들을 제2 종결 시트(25)의 유입구에 삽입한 후, 원위 방향으로 개방되는 각각의 제2 종결 시트(25)에 삽입될 수 있으며, 이에 따라, 이러한 구현예에서, 길항 작동 힘줄(73, 74)의 어셈블리는, 제1 팁(20)과 제2 팁(10)이 개방 각도(예를 들어, 약 90°의 개방 각도)를 형성할 경우, 근위 자유 단부(27.0)와 제2 루트(21) 사이에 형성된 개구부에서의 축 방향 접근을 자유롭게 하면서, 제2 팁(20) 몸체의 근위 아암(27.1)의 카운터-블레이드 부분(24)이 제1 팁(10)의 블레이드 부분(14)의 절단 에지(34)와 접촉되지 않도록 바람직하게 기능한다.
상기 카운터-블레이드 부분(24)이 상기 절단 인터페이스 부분(27)에 속하고 근위 자유 단부(27.0)를 갖는 근위 아암(27.1) 및 제2 팁(20)의 상기 제2 자유 단부(22)와 일치하는 원위 자유 단부를 갖는 길이방향으로 대향하는 원위 아암(27.2)을 갖는 상기 절단 인터페이스 부분(27)에서 종결되는 상기 연결 스템(23)을 포함하는 이러한 제2 팁(20)의 제공에 의해, 실질적으로 카운터-블레이드 부분(24)의 전체 길이방향 연장부를 따라 외부 축 방향으로 탄성적으로 굽혀질 수 있는 제2 팁(20)을 만드는 것이 가능하며, 이에 따라, 높은 개방 각도, 예를 들어 25° 내지 60° 범위, 바람직하게는 접점(POC)이 절단 인터페이스 부분의 상기 근위 아암(27.1)에 속하고 바람직하게는 절단 인터페이스 부분(27)의 자유 근위 단부(27.0)에 있거나 이에 근접하는 상황에 상응하는 28° 내지 58° 범위의 개방 각도에서도 정확한 절단 작동을 수행하는 것이 가능해진다. 이러한 경우 높은 개방 각도에서, 블레이드 부분(14)는 절단 작동을 가하기 위해 반드시 탄성적으로 굽혀지는 것은 아니며, 탄성은 제2 팁(20)에 의해서만 부여될 수도 있다. 특히, 일 구현예에 따르면, 접점(POC)이 근위 아암(27.1)의 근위 자유 단부(27.0)에 있을 경우, 개방 각도는 약 58°이며, 절단 작동은 여전히 가해진다.
따라서, 상기 절단 인터페이스 부분(27)에서 종결되는 상기 연결 스템(23)을 포함하는 이러한 제2 팁(20)의 제공에 의해, 각각의 작동 힘줄에 대한 인장 작용을 통해 가해지는 제1 팁(10) 및 제2 팁(20)의 작동력을 최소로 유지하면서 0° 내지 60° 범위의 개방 각도에 대해 정밀한 절단을 수행할 수 있는 솔루션을 제공하는 것이 가능한 동시에 힘줄 종결부에서 각각의 루트(11, 21)의 풀리 표면(79, 80)의 반경을 최소로 유지하는 것이 가능하며, 이에 따라 동시에 극도의 소형화가 가능해진다.
예를 들어 도 48c에서 개략적으로 도시된 바와 같이, 상대적으로 높은 개방 각도(예를 들어, 50° 내지 60° 범위의 각도)의 경우, 제1 팁(10)의 블레이드 부분(14)의 절단 에지(34)와 카운터-블레이드 부분(24) 사이의 접촉은 팁의 제2 팁(20)의 절단 인터페이스 부분(27)의 근위 자유 단부(27.0)에서 또는 이에 근접하는 근위 아암(27.1)의 일 부분에서 발생하며, 이에 따라 절단 기계적 간섭 접촉은 제2 팁(20)의 변형 시트(28) 내부의 근위 아암(27.1)의 외부 축 방향 변형을 야기하는 한편, 제1 팁(10)의 블레이드 부분(14)은 실질적으로 변형된 상태로 유지된다; 즉, 예를 들어 이는 블레이드 홀더 링크(50)에 의해 축 방향 외부로 지지되기 때문에(제1 팁(10)이 단일 피스인 경우, 블레이드 부분(14)의 근위 부분은 이의 루트(11)와 스트로크 단부 표면(54) 사이에서 팁 링크 몸체(10)의 근위 부분에 의해 축 방향 외부로 지지됨) 이는 탄성적으로 굽혀지지 않는다. 이를 통해 높은 개방 각도, 예를 들어, 최대 약 60°의 개방 각도에서도 절단 작동을 가할 수 있게 된다.
개방 각도가 감소할수록, 접점(POC)은 원위 방향으로 이동한다.
예를 들어 도 49c에서 개략적으로 도시된 바와 같이, 전술한 경우보다 작은 개방 각도, 즉 예를 들어 10° 내지 25° 범위의 개방 각도의 경우, 제1 팁(10)의 블레이드 부분(14)의 절단 에지(34)와 카운터-블레이드 부분(24) 사이의 접점(POC)은 연결 스템(23)이 종결되는 부분에 있거나 이에 근접하는 제2 팁(20)의 절단 인터페이스 부분(27)의 부분에 있게 되며, 절단 기계적 간섭 접촉은 절단 인터페이스 부분(25)을 축 방향 외부 방향으로 반대로 이동시키는 연결 스템(23)의 외부 축 방향 변형을 야기하는 한편, 제1 팁(10)의 블레이드 부분(14)은 탄성적으로 굽혀질 수 없지만, 특히 피스가 극도로 소형화되는 경우, 바람직하게는 축 방향 외측 임의의 방향으로 굽혀지게 된다. 이는, 예를 들어 10° 내지 25°의 범위의 중간 개방 각도의 경우 제2 팁(20)의 외부 축 변형을 이용함으로써 절단 작동을 가할 수 있게 한다. 이러한 경우, 제1 팁(10)의 블레이드 부분(14)의 근위 부분은 여전히 제2 팁(20)의 절단 인터페이스 부분(27)의 근위 아암(27.1)의 카운터-블레이드 부분(24)과 간섭 접촉 상태를 유지할 수 있다.
예를 들어 도 50c에서 개략적으로 도시된 바와 같이, 작은 개방 각도, 예를 들어 0° 내지 5° 및/또는 0° 내지 10° 범위의 경우, 제1 팁(10)의 블레이드 부분(14)의 절단 에지(34)와 카운터-블레이드 부분(24) 사이의 접점(POC)은 제1 및 제2 팁(10, 20)의 원위 자유 단부(12, 22)에 있거나 이에 근접하며, 절단 기계적 간섭 접촉은 제1 팁(10)의 블레이드 부분(14) 및 제2 팁(20)의 절단 인터페이스(27) 및 연결 스템(23) 둘 모두의 외부 축 방향 변형을 야기한다.
카운터-블레이드 부분(24)의 곡률뿐만 아니라 절단 인터페이스 부분(27) 및 연결 스템(23)의 구조 및 탄성 특성은 예를 들어 0° 내지 60°의 범위에서 비정상적으로 넓은 개방 각도에 대한 절단 성능을 최적화하도록 선택될 수 있다.
서로 함께 일체로 회전하는 2개의 별개의 피스 또는 링크에 의해 형성된 제2 팁(20)이 제공될 수 있으며, 여기에서 제2 팁(20)의 제1 링크는 카운터-블레이드 부분(24)를 포함하고, 제2 팁(20)의 제2 링크는 포트 카운터-블레이드 홀더 부분(24)을 포함하고, 바람직하게는 상기 2개의 링크 둘 모두는 루트, 즉 서로에 대해 옆에 있는 카운터-블레이드 링크의 루트 및 카운터-블레이드 홀더 링크의 루트를 포함하며, 이는 제2 팁(20)의 상기 제2 루트(21)를 함께 형성한다.
대안적인 구현예에 따르면, 하나 이상의 노치(66)가 제1 팁(10)의 제1 루트(11) 및/또는 제2 팁(20)의 제2 루트(21)에 제공되어 각각의 루트에 축 방향 탄성을 제공할 수 있다. 도 41에 도시된 바와 같이,예를 들어, 길이방향으로 지향하는 노치(66)가, 예를 들어, 제2 루트(21)의 축 방향 내측으로 향하는 측면으로부터 탄성 레그(69)를 형성하는 제2 팁(20)의 제2 루트(21)의 근위 부분에 제공되며, 여기에서 상기 탄성 레그(69)는 절단 작동 동안 제1 루트(11)에 대해 탄성 작동을 제공하도록 적용된다. 도 42에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 길이 방향으로 지향하는 노치(66)가 블레이드 홀더 링크(50)의 루트(51)의 축 방향 내측으로 향하는 측면으로부터 탄성 레그(69)를 형성하는 블레이드 홀더 링크(50)의 루트(51)의 근위 부분에 제공될 수 있으며, 여기에서 상기 탄성 레그(69)는 절단 작동 동안 블레이드 링크(30)의 루트(31)에 대해 탄성 작동을 제공하도록 적용된다.
바늘-드라이버/봉합사-절단기 유형 수술 기구
본 발명의 구현예에 대한 이전의 설명과 관련하여, 상기 수술 기구(1)는 예를 들어, 도 4 내지 30 및 도 54에 도시된 바와 같은, 바늘-드라이버/봉합사-절단기 유형(또는 통상적으로 채택된 용어에 따르는 "바늘 홀더/절단기")의 수술 기구일 수 있다. 이하에서는 상기 수술 기구(1)의 구현예를 설명하며, 여기에서 상기 수술 기구(1)는 바늘-드라이버/봉합사-절단기 유형 기구이다.
일 구현예에 따르면, 제1 팁(10)의 제1 자유 단부(12)는 블레이드 부분(14)의 원위 단부(32)와 일치하지 않지만, 제1 팁(10)의 제1 자유 단부(12) 및 블레이드 부분(14)의 원위 단부(32)는 블레이드 부분(14)의 원위 단부(32)가 길이방향 후방 자유 단부인, 즉, 예를 들어, 도 28에 도시된 바와 같이 제1 팁(10)의 제1 자유 단부(12)에 보다 근위인 단일 피스로 제조된 구현예와 일치할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제1 팁(10)은 블레이드 링크(30) 및 블레이드 홀더 링크(50)를 형성하는 일체로 회전하는 2개의 피스 또는 2개의 링크로 이루어진다. 특히, 블레이드 홀더 링크(50)의 몸체는 블레이드 홀더 링크(50)의 근위 부착 루트(51), 상기 제1 자유 원위 단부(12) 및 그 사이의 제1 파지면(13)을 포함하고, 블레이드 링크(30)의 몸체는 이의 절단 에지(34)를 갖는 상기 블레이드 부분(14)을 포함하며, 여기에서 블레이드 링크(30)의 블레이드 부분(14)은 바람직하게는 드래그 체결 부분(37)으로서 작용하며, 이에 따라 블레이드 링크(30)가 블레이드 홀더 링크(50)에 조립될 때 자유 단부가 아닌 원위 단부(32)를 포함한다.
일 구현예에 따르면, 제2 팁(20)의 몸체는 상기 제2 원위 자유 단부(22) 및 상기 제2 부착 루트(21)와 상기 제2 자유 단부(22) 사이의 제2 파지면(63)을 단일 피스로 포함한다. 부착 루트(11 또는 21)과 각각의 파지면(13, 63) 사이의 각 팁(10, 20)에 대한 연결 부분(55, 65)을 정의할 수 있다. 사용 시, 제1 팁 링크(10)의 제1 파지면(13) 및 제2 팁 링크(20)의 제2 파지면(63)은 서로 대향하고 서로에 대해 마주보며 회전하도록, 예를 들어 수술용 바늘 상에 파지 작용을 가하기 위해 상호 접촉하여 이동하도록 의도된다. 각각의 파지면(13, 63)은 공지된 기술에 따라 가공될 수 있으며, 파지 능력을 증가시키기 위해 볼록부 및 오목부를 형성할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 블레이드 홀더 링크(50)의 몸체 및 제2 팁(20)의 몸체는 각각 각각의 부착 루트로부터 각각의 자유 단부까지 연장되는 세장형 형태를 가지며, 여기에서 각각의 파지면은 각각의 자유 단부에 근접하여 배치되고, 블레이드 홀더 링크(50)의 루트, 블레이드 링크(30) 및 제2 팁(20)은 서로 옆에 있으며, 각각의 루트와 각각의 파지면(13, 63) 사이에 길이방향으로 개재되는, 블레이드 홀더 링크(50)의 몸체 및 제2 팁(20)의 몸체의 각각의 연결 부분(55, 65)에서, 축 방향 및 길이방향 시트가 획득되어, 블레이드 링크(30)의 몸체의 블레이드 부분(14)을 이의 절단 에지(34)와 함께 수용한다. 즉, 블레이드 홀더 링크(50)의 세장형 몸체와 제2 팁(20)의 세장형 몸체는 각각의 루트 및 각각의 연결 부분(55, 65)에서 서로 인접하고, 각각의 파지면(13, 63)에서 서로 중첩되는 한편, 블레이드 링크(30)는 블레이드 홀더 링크(50)의 루트 및 이의 루트(31)에 있는 제2 팁(20)에 인접하고 블레이드 홀더 링크(50)와 제2 팁(20)의 연결 부분 옆 및 그 사이에 있게 된다.
일 구현예에 따르면, 블레이드 링크(31)의 루트는 블레이드 홀더 링크(50) 및 제2 팁(20)의 루트 사이에 개재된다. 바람직하게는, 블레이드 링크 몸체(30)는 또한 길이방향으로 연장되고 블레이드 링크 단부(32)를 포함하지만, 블레이드 링크 바디(50) 및 제2 팁(20)보다 짧게 만들어지고, 서로에 대해 옆에 있는 부착 루트로부터 블레이드 홀더 링크(50) 및 제2 팁(20)의 파지면 영역(13, 63)까지 길이 방향으로 실질적으로 연장된다; 즉 블레이드 링크(30)의 원위 단부(32)는 파지면(13, 63)의 근위 에지에 가까운 수준까지 길이방향으로 연장된다.
바람직하게는, 파지면(13, 63)은 개방/폐쇄 자유도에 대한 폐쇄 스트로크 단부로서 작용한다.
일 구현예에 따르면, 제1 팁(10)의 블레이드 홀더 링크(50)는, 절단 작동 동안 카운터-블레이드(24)의 돌출 표면의 작용에 의해 탄성적으로 굽혀지는 경우, 블레이드 링크(30)의 몸체의 블레이드 부분(14)을 수용하도록 구성된 축 방향 변형 오목부(44)(또는 변형 시트(44))를 축 방향으로 내부로 한정하는 블레이드 링크(30)의 몸체로부터 멀어지는 방향으로 기울어진 축 방향 내부를 향하는 표면(18)을 포함한다. 따라서, 카운터-블레이드 부분(24) 및 축 방향 내측을 향하는 표면(18) 둘 모두는 블레이드 링크(30)의 블레이드 부분(14)를 향하게 되고, 절단 작동 동안 서로에 대해 접촉하게 된다. 축 방향 내측을 향하는 표면(18)은 바람직하게는 블레이드 홀더 링크(50)의 세장형 몸체의 상기 연결 부분(55)에 속한다. 바람직하게는, 제1 팁 링크(10)의 축 방향 내측을 향하는 표면(18)은 절단 작동 동안 카운터-블레이드 부분(24)에 의한 굽힘에 의해 변형되는 경우, 블레이드 링크(30)의 블레이드 부분(14)의 변형을 위한 축 방향 스트로크 단부 접합부 표면으로서 기능한다. 카운터 블레이드(24)의 돌출 표면 및 블레이드 홀더 링크(50)의 축 방향을 향하는 표면(18)의 프로파일은 서로에 대해 평행할 수 있으며, 일 구현예에서는 이에 따라 동일하다.
절단 에지(34)와 카운터-블레이드 부분(24) 사이의 적어도 하나의 접점(POC)은, 바람직하게는, 예를 들어 도 14에 개략적으로 도시된 바와 같이, 개방/폐쇄 자유도(G)(파지 G)의 개방 각도의 함수로서 위치 및/또는 크기가 변한다. 특히, 상대적으로 높은 개방 각도(예를 들어, 20° 내지 30° 범위의 각도)에서, 접촉은 절단 에지(34)에 더 가까운 부분, 즉 블레이드 링크(30)의 부착 루트(31)에 더 가까운 부분에서 발생하고, 개방 각도가 감소함에 따라 접촉은 원위 방향으로 이동하여 블레이드 링크(30)의 루트(31)에 대한 블레이드 링크(30)의 블레이드 부분(14)의 탄성 변형 굽힘을 돌출시킨다. 따라서, 제1 팁(10)과 제2 팁(20)이 실질적으로 폐쇄된 구성일 경우, 블레이드 링크(30)의 변형된 구성은, 제1 팁(10) 및 제2 팁(20)이 부분적으로 폐쇄되고 부분적으로 개방된 구성일 경우의 블레이드 링크(30)의 변형된 구성에 비해, 최대한으로, 어떠한 경우에라도 이에 비해 더 굽혀진다. 바람직하게는, 개방 각도가 최대로 개방되고 블레이드가 자유로울 경우, 블레이드는 직선이고, 블레이드 링크는 실질적으로 평면인 구성을 갖는다.
일 구현예에 따르면, 카운터-블레이드 부분(24)은 블레이드 홀더 링크(50)의 몸체 및 블레이드 링크(30)의 블레이드 부분(14)의 회전 접근 풋프린트와 적어도 부분적으로 중첩될 수 있으며, 탄성적으로 변형된 구성에 있을 경우, 블레이드 홀더 링크(50)의 길이방향 연장 방향을 가로지르는 방향, 즉 외부 축 방향으로 블레이드 홀더 링크(50)의 회전 풋프린트에 대해 국부적으로 병진하지만, 바람직한 일 구현예에 따르면, 카운터-블레이드 부분(24) 및 블레이드 홀더 링크(50)의 축 방향 내측을 향하는 표면(18)은 각각의 회전 간극에서 중첩되지 않도록 기하학적으로 형상화된다.
도 28에 도시된 바와 같은 구현예에 따르면, 예를 들어, 블레이드 링크(30)의 루트(31)는 지지 구조체의 제1 갈래(3)와 블레이드 홀더 링크(50)의 루트(51) 사이에 직접적으로 밀접하게 접촉하며 개재된다. 카운터 블레이드 홀더 링크의 몸체의 회전 접근 풋프린트를 가로지르는 블레이드 링크(30)의 몸체에 횡방향 브리지(33)를 제공함으로써, 이의 절단 에지(34)를 갖는 블레이드 부분(14)을 카운터 블레이드 부분(24)과, 즉, 블레이드 홀더 링크(50)와 제2 팁(20) 사이에 접촉시킨다. 즉 다시 말하면, 횡방향 브리지(33)는 블레이드 홀더 링크(50)의 세장형 몸체의 연결 부분(55) 및/또는 블레이드 홀더 링크(50)의 루트(51)를 가로지를 수 있다. 따라서, 이러한 경우, 제1 팁(10)의 상기 제1 외부 접촉 표면(81)은 블레이드 링크(30)의 루트(31)에 속하고, 제1 갈래(3)의 제1 내부 표면(87)과 접촉하고, 블레이드 링크(31)의 루트(31)의 축 방향 내측을 향하는 대향 접촉 표면은 블레이드 홀더 링크(50)의 루트(51)의 축 방향 외측을 향하는 접촉 표면과 접촉하며, 여기에서 제1 팁(10)의 축 방향 내측을 향하는 상기 제1 내부 접촉 표면(83)은 블레이드 홀더 링크(50)의 루트(51)에 속하고, 제2 팁(20)의 제2 루트(21)의 축 방향 내측을 향하는 상기 대향 제2 내부 접촉 표면(84)과 접촉한다. 이러한 구현예에 따르면, 이에 이어서, 블레이드 홀더 링크 몸체(50)의 연결 부분(55)과 제2 팁 몸체(20)의 연결 부분(65) 사이에는 절단 에지(34)를 갖는 블레이드 부분(14)가 개재된 상태로 유지되는 한편, 블레이드 링크(30)의 제3 루트(31)는 지지 구조체의 제1 갈래(3)와 블레이드 홀더 링크(50)의 루트(51) 사이에 개재된다.
일 구현예에 따르면, 제2 팁(20)은 2개의 피스, 즉 서로 함께 일체로 회전하는 2개의 링크(40, 60), 특히 카운터-블레이드 링크(40) 및 카운터-블레이드 홀더 링크(60)로 이루어진다. 이러한 구현예에서, 카운터-블레이드 부분(24)은 상기 카운터-블레이드 링크(40)와 함께 단일 피스로 만들어지며, 즉, 카운터-블레이드 링크(40)는 카운터-블레이드 링크(40)의 근위 부착 루트(41)를 포함하고, 카운터-블레이드 홀더 링크(60)는 카운터-블레이드 홀더 링크(60)의 근위 부착 루트(61), 상기 제2 파지면(63) 및 상기 제2 원위 자유 단부(22)를 단일 피스로 포함하고, 여기에서 카운터-블레이드 홀더 링크(60)의 루트(61) 및 카운터 블레이드 링크(40)의 루트(41)는 서로 인접하고 직접적으로 밀착되어 제2 팁(20)의 제2 루트(21)를 함께 형성한다. 제2 팁(20)이 함께 서로 일체로 회전하는 상기 2개의 링크(40, 60)로 이루어지는 경우, 블레이드 홀더 링크(50)의 상기 루트(51), 및 블레이드 링크(30)의 상기 루트(31), 및 카운터 블레이드 링크(40)의 상기 루트(41) 및 카운터-블레이드 홀더 링크(60)의 상기 루트(61)에 의해 형성된 어셈블리는 대체적으로 지지 구조체의 상기 2개의 갈래(3, 4) 사이에 개재되고, 이와 직접적이고 밀접한 접촉을 이룬다.
이러한 루트의 팩 배열에 의해, 바람직하게는 관절 핀(5)에 대하여 더 얇은 블레이드 링크(30)의 루트(31)의 충돌 및 카운터-블레이드 링크(40)의 루트(41)의 충돌이 회피됨으로써, 개방/폐쇄 자유도(G)의 각각의 개방 각도에 대하여 카운터 블레이드 부분(24)에 대한 절단 에지(34)의 위치설정의 만족스러운 확실성을 제공하게 되며, 이에 따라 극도의 절단 정밀도가 제공된다.
따라서, 블레이드 홀더 링크(60)의 루트(61)는 바람직하게는 축 방향으로 향하는 접촉 표면(89.1)을 포함하고, 블레이드 홀더 링크(40)의 루트(41)는 축 방향으로 향하는 접촉 표면(89.2)을 포함하며, 상기 접촉 표면(89.1, 89.2)은 서로 직접적으로 밀접하게 접촉하며, 바람직하게는 서로에 대해 평행하고 루트 및 갈래의 다른 접촉 표면(81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88)에 평행하며, 보디 더 바람직하게는 공통 회전축(Y-Y)에 직교하는 평면에서 연장된다.
근위 부착 루트(41)를 갖는 별도의 카운터-블레이드 링크(40) 상에 만들어진 카운터-블레이드 부분(24)이 제공되는 일 구현예에 따르면, 블레이드 링크(30)의 루트(31)는 카운터 블레이드 링크(40)의 루트(41)와 블레이드 홀더 링크(50)의 루트(51) 사이에 축 방향으로 개재되고, 직접적이고 밀접하게 접촉하며, 여기에서 카운터 블레이드 링크(40)의 상기 루트(41)는 블레이드 링크(30)의 상기 루트(30)와 블레이드 홀더 링크(60)의 상기 루트(61) 사이에 축 방향으로 개재되고 직접적이고 밀접하게 접촉하여 절단 작동 동안 블레이드 부분(14)의 탄성 굽힘에 대한 반응을 제공한다.
전술한 바와 같이, 루트는 바람직하게는 공통 회전축(Y-Y)을 중심으로 원통형의 기하학적 형상을 가지며, 여기에서 카운터-블레이드 링크(40)의 루트(41)는 블레이드 홀더 링크(50)의 루트(51) 및 블레이드 홀더 링크(60)의 루트(61)보다 상당히 작은 두께를 가지며, 카운터-블레이드 링크(40)의 상기 루트(41)는 블레이드 링크(30)의 루트(31)와 유사한 원반형 유형의 원통형 기하학적 형상을 갖는다.
제2 팁(20)의 제2 루트(21)가 카운터-블레이드 링크(40)의 상기 루트(41) 및 카운터-블레이드 링크(60)의 상기 루트(61)에 의해 형성되는 경우, 각각의 상기 루트(41 및 61)에는 전술한 구현예 중 어느 하나에 따르는 제2 관통 홀(26)이 제공된다. 이러한 경우, 블레이드 홀더 링크(60)의 루트(61)의 제2 관통 홀(26) 및 블레이드 링크(60)의 루트(41)의 제2 관통 홀(26)은 서로에 대해 동축인 원형 홀일 수 있으며, 동일한 직경을 가질 수 있다. 일 구현예에 따르면, 카운터 블레이드 링크(40)의 루트(41)의 상기 제2 관통 홀(26)은 홀 에지의 전체 연장부에 대해 관절 핀(5)과 직접적이고 밀접하게 접촉하는, 절단 작동 동안 블레이드 링크(30)와 카운터-블레이드 링크(40)의 카운터-블레이드 부분(24) 사이에 교환되는 마찰에 대한 반응을 홀 에지의 두께에 따라 아크 표면으로 가하기 위한 홀 에지를 갖는다.
블레이드 링크(30) 및 블레이드 홀더 링크(50)가 각각의 드래그 체결 부분(37, 57)를 추가로 포함하여 블레이드 링크(30) 및 블레이드 홀더 링크(50)가 일체로 회전하도록 하는 일 구현예에 따르면, 축 방향으로 블레이드 링크(30)의 원위 단부(32)의 변형을 수용하면서 블레이드 링크(30)의 원위 단부(32)를 회전 드래그 접촉으로 수용하도록, 블레이드 홀더 링크(50)의 드래그 체결 부분(57)은 블레이드 홀더 링크 몸체(50)의 연결 부분(55)에 의해, 그리고 제1 파지면(13)에 대한 언더컷으로서 시트(57), 즉 근위로 개방되고 또한 축 방향으로 연장되는 시트(57)를 형성하는 드래그 치형부(57.0)에 의해 한정되는 드래그 시트(57)로서 만들어진다. 즉, 블레이드 링크(30)의 원위 단부(32)에 있거나 이에 근접하는 일 부분은, 이러한 구현예에서, 회전 드래그 접촉으로, 즉 개방/폐쇄 방향으로, 블레이드 홀더 링크(50)의 드래그 시트(57) 내부에 수용되는 블레이드 링크(30)의 드래그 체결 부분(37)으로서 기능하는 동시에, 블레이드 링크(30)의 원위 단부(32)는 동일한 드래그 시트(57) 내부에서 축 방향 외부로 자유롭게 변형되며, 이는 따라서 블레이드 부분(14)에 대한 축 방향 변형 시트(44)의 일부를 형성한다. 즉, 드래그 시트(57)는 제1 팁 링크(10)의 축 방향 내측을 향하는 표면(18)에 대하여, 즉 블레이드 부분(14)의 굽힘에 대한 축 방향 접합부로서 작용할 수 있는 표면(18)에 대하여 원위로 연장된다. 이러한 경우, 드래그 시트(57)는 블레이드 링크(30)의 원위 단부(32)를 수용하는 것과 같은 축 방향 연장부를 갖게 됨으로써, 절단 작동 동안 상기 변형 시트(44)와 함께 블레이드 링크(30)의 변형을 수용하게 된다. 블레이드 링크(30)의 원위 단부(32)는 상기 절단 에지(34)의 원위 부분을 포함할 수 있으며, 이러한 경우, 상기 절단 에지(34)의 상기 원위 부분은 블레이드 홀더 링크(50)의 드래그 시트(57)를 한정하는 드래그 치형부(57.0)의 각각의 개방 드래그 표면(57.2)에 대해 공조하는 개방 방향(37.2)에서의 드래그 카운터-표면으로서 작용한다.
블레이드 링크(30) 및 블레이드 홀더 링크(50)가 블레이드 링크(30) 및 블레이드 홀더 링크(50)의 일체로 회전하도록 각각의 드래그 체결부(37, 57)를 추가로 포함하는 일 구현예에 따르면, 블레이드 홀더 링크(50)의 드래그 체결 부분(57)은 2개의 별개의 개별 드래그 표면으로 만들어진다. 즉, 블레이드 홀더 링크(50)의 개방 드래그 표면(57.2) 및 폐쇄 드래그 표면(57.1)은 공통 회전축(Y-Y)으로부터 상이한 거리에 배치될 수 있을 뿐만 아니라, 블레이드 링크(30)의 개방 드래그 표면(37.2) 및 폐쇄 드래그 표면(37.1)은 공통 회전축(Y-Y)으로부터 상이한 거리에, 예를 들어, 도 29a에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 블레이드 링크(30)의 상이한 돌출부 상에 배치될 수 있다. 특히, 도 29a, 29b 및 29c 뿐만 아니라, 도 30a를 참조하면, 블레이드 링크(30)의 루트(31)는 제1 팁 링크(10)의 제1 루트(11) 상에 폴딩된 방사상 드래그 이어(ear)(37.4)를 포함할 수 있으며, 상기 드래그 이어(37.4)는 상기 개방 드래그 표면(37.2)을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제1 팁 링크(10) 및 상기 블레이드 링크(30)는, 별개의 조각으로 만들어지고, 해제 가능한 방식으로 서로 함께 일체로 회전하며, 여기에서 해제는 바람직하게는 관절형 엔드-이펙터(9)를 분리함으로써만 발생한다.
일 구현예에 따르면, 제2 팁(20)은 절단 폐쇄 동안 봉합사(68)가 블레이드 링크(30)의 블레이드의 절단 에지(34)와 접촉하도록 하기 위해, 봉합사(68)를 수용하기 위한 스레드-중단 오목부(48.1)를 한정하는, 공통 회전축(Y-Y)을 향하는 스레드-중단 벽(48)을 포함한다. 스레드-중단 벽(48)의 제공은, 폐쇄 작동의 효과로서, 블레이드의 원위 단부(32)를 넘어서는 절단 작동 동안에 봉합사(68)가 원위로 슬라이딩하는 것을 방지한다.
스레드-중단 벽(48) 및 스레드-중단 오목부(48.1)는 바람직하게는 제2 팁(20)의 파지면(P2)을 향하며, 예를 들어 스레드-중단 벽(48)은 제2 팁(20)의 절단면(P2)을 향하는 오목부(48.1)를 정의하는 오목부를 갖는 아치형 벽이다. 오목부(48.1)는 제2 팁(20)의 몸체에 제공되는 노치의 형태로 이루어질 수 있으며, 이러한 경우 스레드-중단 벽(48)은 상기 노치를 한정하는 벽이다. 오목부(48.1)는 제2 팁(20)의 몸체의 돌출부 상에 제공되는 언더컷 벽의 형태로 이루어질 수 있으며, 이러한 경우 스레드-중단 벽(48)은 공통 회전축(Y-Y)을 향하는 상기 돌출부의 언더컷 벽이다.
일 구현예에 따르면, 스레드-중단 벽(48)은 제2 팁(20)의 절단면(P2)으로부터 카운터 블레이드 부분(24)을 이의 축 방향 내측 에지로 한정한다. 카운터-블레이드 표면(24)이 제2 팁 링크(20)에 대해 별개의 피스로 만들어지는 경우, 카운터-블레이드 링크(40)의 몸체에는 스레드-중단 벽(48) 및 오목부(48.1)가 형성될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 제2 팁(20)의 블레이드 홀더 링크(60)는 블레이드 홀더 링크(40)를 위한 하우징 시트(45)를 형성하는 축 방향 오목부(45)를 포함한다. 상기 축 방향 오목부(45)는 바람직하게는 카운터-블레이드 홀더 링크(60)의 축 방향 내측을 향하는 표면(43)에 의해 축 방향으로 한정된다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 카운터-블레이드 링크(40)은 굽힘에 의해 탄성적으로 변형될 수 있다. 이에 의해, 블레이드 링크(30)의 절단 에지(34)는 절단 작동을 가하기 위해 카운터 블레이드 링크(40)의 카운터-블레이드 부분(24)과 기계적 간섭 접촉 상태를 이루게 되면, 카운터 블레이드 링크(40)의 몸체 또한 축 방향으로 탄성적으로 굽혀진다.
카운터-블레이드 링크(40)는 바람직하게는 탄성 시트 또는 스트립으로 만들어지며, 절단 작동 동안 블레이드 링크(30)를 탄성적으로 구부리기 위해, 축 방향 내측을 향하는 오목부를 갖는 만곡형의 돌출된 카운터-블레이드 부분(24)를 형성하도록 사전-만곡된다. 굽힘에 의해 탄성적으로 변형될 수 있는 만곡형의 돌출된 카운터-블레이드 부분(24)를 갖는 카운터-블레이드 링크(40)의 제공은, 절단 작동 동안, 카운터-블레이드 홀더 링크(60)의 축 방향 오목부(45)의 축 방향 내측을 향하는 표면(68)과 블레이드 링크(30)의 절단 에지(34) 사이의 탄성 반응을 얻을 수 있게 한다. 특히, 카운터-블레이드 링크(40)는, 카운터 블레이드 홀더 링크(60)의 축 방향 오목부(45)의 축 방향 내측을 향하는 상기 표면(68)에 대해 접하는 카운터-블레이드 부분(24)에 대해 축 방향으로 향하고 이에 대향하는 휴지 표면(46)을 포함함으로써, 절단 작동 동안 카운터 블레이드 링크(40)가 블레이드 링크(30)를 탄력적으로 굽히는 것을 목표로 블레이드 링크(30)의 절단 에지(34) 상에 탄성 작용을 제공할 수 있도록 한다. 예를 들어, 카운터-블레이드 링크(40)는, 존재하는 경우, 스프링강으로 제조될 수 있다.
카운터-블레이드 링크(40)는 블레이드 링크(30)와 관련하여 전술한 특징부 및 속성 중 적어도 일부, 또한 전부를 가질 수 있다. 카운터-블레이드 링크(40)의 두께는, 전술한 바와 같이, 블레이드 링크(30)의 두께와 실질적으로 동등하거나 동일할 수 있다. 일 구현예에 따르면, 카운터-블레이드 링크(40)는 바람직하게는 블레이드 링크(30)의 절단 에지(34)와 대향하여 배치되는 카운터-블레이드 절단 에지(64)를 포함한다; 즉, 카운터-블레이드(64)의 절단 에지는 제2 팁(20)의 절단면(P2)을 향한다. 카운터-블레이드 링크(40)의 근위 부착 루트(41)는 블레이드 링크(30)의 루트(31)와 관련하여 전술한 특징부 및 속성 중 적어도 일부, 또한 전부를 가질 수 있다. 카운터-블레이드 링크(40)의 루트(41)는 개방/폐쇄 작동 동안 절단 채널(39, 49)의 에지가 맞물리는 것을 방지하기 위해 블레이드 링크(30)의 방사형 절단 채널(39)과 어긋나는 방사형 절단 채널(49)을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 카운터-블레이드 링크(40) 및 카운터-블레이드 홀더 링크(60)가 일체로 회전하도록 하기 위해, 카운터-블레이드 표면(24)의 길이방향 연장부를 따라 또는 이에 대하여 원위로 드래그 체결이 제공된다. 바람직하게는, 드래그 체결은 카운터-블레이드 링크(24)의 원위 단부(42)에 있거나 이에 근접하여 수득된다. 일 구현예에 따르면, 블레이드 홀더 링크(60)는 블레이드 홀더 링크(40)를 일체로 회전시키기 위해 개방 드래그 표면(67.2) 및 이에 대향하는 폐쇄 드래그 표면(67.1)을 갖는 드래그 시트(67)를 포함한다. 드래그 시트(67)는, 카운터-블레이드 링크(40)의 원위 단부(42)를 수용하기 위해 카운터-블레이드 홀더 링크(60)의 제2 파지면(63)에 대하여 언더컷으로서 만들어진 드래그 시트에 원위로 배치된다. 일 구현예에 따르면, 카운터-블레이드 링크(40)의 상기 원위 단부(42)는 카운터-블레이드 홀더 링크(60)의 상기 개방 드래그 표면(67.2)과의 드래깅 접촉에서의 개방 드래그 표면(47.2) 및 상기 폐쇄 드래그 표면(67.1)과의 드래그 접촉에서의 이에 대향하는 폐쇄 드래그 표면(47.1)을 포함한다.
도 29b에 도시된 바와 같은 구현예에 따르면, 예를 들어, 카운터-블레이드 링크(40)는 카운터 블레이드 링크(60)의 루트(61) 상에 폴딩된 방사형 드래그 이어(47.4)를 포함하고, 카운터-블레이드 링크(40)의 상기 드래그 이어(47.4)는 예를 들어 카운터-블레이드 링크(60)의 몸체의 연결 부분(65)의 후방 부분(D2) 상에 배치된 개방 드래그 표면(67.2)과 드래그 접촉하는 개방 드래그 표면(47.2)을 포함하며, 여기에서 카운터-블레이드 링크(40)는 카운터-블레이드 링크(60)의 폐쇄 드래그 표면(67.1)과 드래그 접촉하는 카운터-블레이드 링크(40)의 원위 단부(42)에 근접하여 배치된 폐쇄 드래그 표면(47.1)을 추가로 포함한다.
도 27에 도시된 바와 같은 일 구현예에 따르면, 예를 들어, 카운터-블레이드 절단 에지(64)는 개방/폐쇄 방향에 대하여 오목한 형상을 가질 수 있다.
수술 기구를 위한 절단 방법이 이하에 기술된다.
이러한 절단 방법은 전술한 구현예 중 어느 하나에 따른 수술 기구(1)로 수행되도록 적용된다.
일 구현예에 따르면, 수술 기구를 위한 절단은 아래와 같은 단계를 포함한다.
방법은, 로드(7)의 원위 단부에 지지 구조체, 절단 에지(34)을 갖는 블레이드 부분(14), 및 원위 회전 조인트(502)를 형성하는 카운터-블레이드 부분(24)을 포함하는 관절형 엔드-이펙터(9)를 제공하는 단계를 포함한다.
관절형 엔드-이펙터는 링크(90)를 포함할 수 있으며, 지지 구조체는 근위 회전 조인트(509)에서 연결 링크(90)에 관절화된 지지 링크(2)에 속할 수 있다.
방법은 블레이드 링크(30)의 절단 에지(34)를 원하는 배향으로 배향시키기 위해, 지지 구조체의 모선에 대해 평행한 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(97, 99; 96, 98) 상에서 길항 힘줄의 적어도 하나의 쌍의 작동 힘줄(71, 72; 75, 76)을 길이방향으로 슬라이딩시키는 단계를 포함한다. 일 구현예에 따르면, 이러한 단계는 연결 링크(90) 및 지지 링크(2) 중 적어도 하나의 평행한 모선을 갖는 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(97, 99; 96, 98) 상의 길항 힘줄의 적어도 하나의 쌍의 작동 힘줄(71, 72; 75, 76)을 길이방향으로 슬라이딩시키는 단계를 포함한다.
방법은, 절단 에지(34)를 상기 카운터-블레이드 부분(24)과 접촉시키기 위해, 연결 링크(90) 및 지지 구조체, 예를 들어 상기 지지 링크(2)의 평행한 모선을 갖는 하나 이상의 볼록한 괘선 표면(97, 99; 96, 98) 상의 원위 회전 조인트(502)의 길항 작동 힘줄의 적어도 하나의 쌍의 작동 힘줄(71, 72; 75, 76)을 길이방향으로 슬라이딩시키는 단계를 포함한다.
방법은, 절단 에지(34) 및 카운터-블레이드(24) 부분 중 적어도 하나를 탄성적으로 굽히는 단계, 그 사이에 기계적 간섭 접촉을 만드는 단계, 절단 작동을 가하는 단계를 포함한다.
연결 링크(90) 및 지지 링크(2)의 모선과 평행한 볼록한 괘선 표면(97, 99; 96, 98) 상의 원위 회전 조인트(502)의 적어도 한 쌍의 길항 작동 힘줄의 길항 힘줄(71, 72; 73, 74)을 길이방향으로 슬라이딩시키는 단계는, 원위 회전 조인트(502)가 그 위에서 슬라이딩하는 볼록한 괘선 표면 상의 원위 회전 조인트의 적어도 하나의 운동 힘줄(71, 72; 73, 74)을 60° 내지 300°, 바람직하게는 120° 초과의 권취 각도로 권취하는 단계를 포함할 수 있다.
일반적인 일 구현예에 따르면, 전술한 구현예 중 어느 하나에 따르는 적어도 하나의 수술 기구(1)를 포함하는 로봇 수술 시스템(101)이 제공된다. 따라서, 로봇 수술 시스템(101)은 생물학적 조직의 절단 및/또는 봉합사의 절단을 포함하는 외과적 또는 미세수술 절차를 수행할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 로봇 수술 시스템(101)은 적어도 2개의 수술 기구를 포함하며, 그 중 적어도 하나는 전술한 구현예 중 어느 하나에 따른 수술 기구(1)이고, 다른 수술 기구는 바늘 드라이버 유형의 수술 기구 또는 확장기 유형의 수술 기구일 수 있으며, 일 구현예에 따르면, 두 수술 기구는 모두 전술한 구현예 중 어느 하나에 따른 수술 기구(1)이지만,반드시 서로 동일할 필요는 없다. 예를 들어, 상기 적어도 2개의 수술 기구 중 하나의 수술 기구는 상기 수술용 가위 유형의 수술 기구일 수 있으며, 상기 적어도 2개의 수술 기구 중 다른 수술 기구는 바늘-드라이버/가위 유형의 수술 기구일 수 있다.
로봇 수술 시스템(101)은 바람직하게는 적어도 하나의 로봇 매니퓰레이터(103)를 포함하고, 적어도 하나의 수술 기구(1)는 상기 적어도 하나의 로봇 매니퓰레이터(103)에 작동 가능하게 연결된다. 예를 들어, 멸균 수술용 천과 같은 멸균 수술용 배리어(미도시)가 적어도 하나의 로봇 매니퓰레이터(103)와 적어도 하나의 수술 기구(1)의 후단부(104) 사이에 개재된다. 로봇 매니퓰레이터(103)는 피치(P), 요(Y) 및 그립(G)의 자유도의 상기 작동 힘줄에 응력을 가하기 위한, 즉 수술 기구(1)의 절단(G)을 위한 전동 액추에이터를 포함할 수 있으며, 샤프트(7)를 중심으로 수술 기구(1)를 회전시키기 위한 전동 액추에이터는 롤(R)의 자유도를 정의한다. 로봇 수술 시스템(101)은 예를 들어 휠 또는 다른 지면 접촉 유닛을 포함하는 지지 부분(106)("카트" 또는 타워), 및 지지 부분(106)과 적어도 하나의 로봇 매니퓰레이터(103) 사이에서 연장되는, 예를 들어 수동으로 이동 가능한, 즉, 수동적인 관절형 위치설정 아암(105)을 포함할 수 있다. 일 구현예에 따르면, 로봇 수술 시스템(101)은 마스터-슬레이브 아키텍처에 따르는, 적어도 하나의 수술 기구(1) 및 바람직하게는 각각의 로봇 매니퓰레이터(103)를 제어하기 위한 적어도 하나의 마스터 콘솔(107)을 포함하고, 바람직하게는, 로봇 수술 시스템(101)은 마스터 콘솔(107)의 적어도 하나의 마스터 제어 장치(108)에 대한 수술 기구(1)의 트래킹을 결정하기 위해 마스터 콘솔(107) 및 로봇 매니퓰레이터(103)에 작동가능하게 연결된 제어 유닛을 추가로 포함한다. 일 구현예에 따르면, 마스터 콘솔(107)은 구속되지 않은, 즉 지면으로부터 기계적으로 단절된, 적어도 하나의 마스터 제어 장치(108), 및 예를 들어 광학 및/또는 자기 트래킹 시스템을 포함한다.
와이어 전기-침식 제작
블레이드 부분(14)의 절단 에지의 샤프닝을 달성하는, 와이어 전기-침식 제조 방법이 이하에서 설명된다.
일반적인 일 구현예에 따르면, 와이어 전기-침식으로 하나 이상의 블레이드를 제조하는 방법은, 절단 와이어(202)가 구비된 와이어 전기-침식 기계(200)를 제공하는 단계, 및 와이어 전기 침식-기계에 장착되는 고정구(214)를 제공하는 단계, 및 고정구(214)에 적어도 하나의 공작물(204)을 장착하는 단계를 포함한다.
방법은 적어도 하나의 공작물(204)에 대해 절단 와이어(202)를 사용하여 샤프닝 관통 절단을 수행함으로써, 적어도 하나의 공작물(204)의 샤프닝될 적어도 하나의 에지(234)를 샤프닝하는 단계를 추가로 포함한다.
샤프닝 단계는 관절형 엔드-이펙터(9)의 블레이드 부분(14)의 상기 절단 에지(34)을 얻기 위한 샤프닝 공정을 수행한다. 아래의 설명에서, 본 방법의 맥락에서 또한 적용 가능한 샤프닝 단계의 양태는 달리 명시되지 않는 한 상세히 설명될 것이다.
와이어 전기-침식으로 하나 이상의 블레이드를 제조하는 방법이 이하에서 설명된다.
일반적인 일 구현예에 따르면, 하나 이상의 블레이드를 제조하는 방법이 제공된다. 이러한 하나 이상의 블레이드는 소형화된 절단 요소를 형성하는 것이 바람직하다.
일 구현예에 따르면, 본 방법에 의해 제조된 상기 하나 이상의 블레이드 중의 블레이드는 전술한 구현예 중 어느 하나에 따른 블레이드 부분(14)를 형성한다. 일 구현예에 따르면, 본 방법에 의해 제조된 상기 하나 이상의 블레이드 중의 블레이드는 전술한 구현예 중 어느 하나에 따라 블레이드 링크(30)를 형성한다. 일 구현예에 따르면, 본 방법에 의해 제조된 상기 하나 이상의 블레이드 중의 블레이드는 전술한 구현예 중 어느 하나에 따른 카운터-블레이드 링크(40)를 형성한다.
방법은, 예를 들어 도 59에 도시된 바와 같이, 절단 와이어(202)를 포함하는 와이어 전기-침식 기계(200)를 제공하는 단계를 포함한다. 절단 와이어(202)는 바람직하게는 작동 조건에 있을 때 와이어 전기-침식 기계(200)의 2개의 헤드(206, 207) 사이에서 길이방향으로 연장된다. 절단(즉, 전기 침식)을 수행하기 위해, 절단 와이어(202)는 절단 와이어(202)의 길이방향 연장부에 실질적으로 직교하는 이송 방향(W)(또는 절단 방향(W))으로 절단 경로를 따라 전진한다; 즉, 이송 방향은 그 자체로 알려진 방식으로 기계(200)의 2개의 헤드(206, 207) 사이의 절단 와이어(202) 부분의 슬라이딩 방향에 실질적으로 직교한다. 2개의 헤드(206, 207) 각각은 절단 와이어(202)를 위한 릴(209) 또는 권취/풀림 롤러(209)와 연관될 수 있다. 작동 조건에 있을 때, 절단 와이어(202)는 다른 릴로부터 풀리면서 하나의 릴 상에서 권취되며 진행하고, 헤드(206, 207)는 절단 와이어(202)를 이송 방향(W)(또는 절단 방향(W))으로 가이드하여 공작물에 대한 절단을 수행한다.
와이어 전기-침식 기계(200)는, 바람직하게는 작동 조건에 있을 때 적어도 하나의 공작물(204)의 전기-침식이 발생하는 유전체 액체로 채워지는 탱크(208)를 포함한다. 전기-침식 기계(200)는 펌프(212)가 장착된 유압 덕트(211) 및, 탱크(208)로부터 유전체 유체를 인출 및 여과하는 필터를 포함하며, 유전체 유체를 공작물(204) 상으로 유도하는 노즐(213)로 종결되는 유압 회로를 추가로 포함할 수 있다.
적어도 하나의 공작물(204)은, 바람직하게는 금속과 같은 전기 전도성 물질로 이루어지거나, 전기 전도성 물질로 코팅된다.
와이어 전기-침식 기계(200)는 절단 와이어(202)의 길이방향 연장부에 대해 횡방향으로, 바람직하게는 직교하는 회전축(F-F)을 중심으로, 절단 와이어(202)에 대해(즉, 절단 와이어(202)의 절단 섹션에 대해) 회전 가능한 적어도 하나의 지그(214) 또는 고정구(214)를 추가로 포함한다. 예를 들어, 지그(214)의 회전축(F-F)은 실질적으로 수평으로 연장되는 한편, 절단 와이어(202)의 절단 부분은 실질적으로 수직으로 연장된다.
방법은 적어도 하나의 공작물(204)이 지그(214)의 일 부분과 일체로 회전하도록, 예를 들어, 나사 또는 다른 패스너를 지그(214)에 고정시킴으로써 공작물(204)을 고정시킴으로써, 적어도 하나의 공작물(204)을 지그(214) 상에, 장착하는 단계를 포함한다. 이에 의해, 지그(214)를 이의 회전축(F-F)을 중심으로 회전시키면, 절단 와이어(202)에 대한 공작물(204)의 회전이 이루어진다.
지그(214)는 와이어 전기-침식 기계(200)의 탱크(208) 내부의 작업대의 브래킷(216)에 고정된 고정 부분(215), 및 예를 들어 이의 적어도 하나의 하우징 시트(241)에서 적어도 하나의 공작물(204)을 수용하는 하우징 부분(217)을 포함할 수 있으며, 여기에서 지그(217)의 하우징 부분(217)은 상기 회전축(F-F)을 중심으로 기계(200)에 대한 고정 부분(216)에 대해 회전 가능하다. 일 구현예에 따르면, 지그(214)의 기계(200)에 대한 고정 부분(216)은 기계(200)의 작업대의 브래킷(216)의 수정된 카운터-표면(222)에 대해 접하도록 의도된 위치설정이 수정된 표면(221)을 포함한다.
지그(214)의 하우징 부분(217)은 회전축(F-F)을 따라 연장되는 세장형 몸체를 가질 수 있으며, 고정 부분(215)과 피봇식으로 연결될 수 있다. 고정 부분(215)에 대해 하우징 부분(217)만을 회전시킴으로써, 절단 동안 공작물(204)을 하부 헤드(206)에 가깝게 위치시켜 절단 와이어(202)의 변형을 최소화하는 것이 일반적으로 바람직하기 때문에, 회전 단계로부터 유도될 수 있는 기계의 하부 헤드(206)에 대한 공작물(204)의 평행 이동을 최소화할 수 있다. 즉, 지그의 회전은 기계 헤드 사이의 절단 와이어의 길이방향 연장 방향으로 절단 와이어에 대해 공작물을 이동시킬 수 있으며, 예를 들어, 공작물을 기계의 헤드들 사이에서 연장된 절단 와이어의 섹션의 중간 구역에 위치하는 헤드에 근접하여 위치시킬 수 있으며, 이는 예를 들어 마감 및/또는 절단 해상도 측면에서 절단 특징의 결과적인 변화로 인해 헤드 중 하나에 가까운 섹션에 대한 횡방향으로의 추가적인 변형을 가능하게 한다. 일반적으로, 실제로, 와이어 전기-침식 기계는 공작물이 길이방향으로 슬라이딩하는 동안 절단 와이어가 가로방향으로 더 적게 변형 가능한 헤드 중 적어도 하나에 근접하여 배열될 때 뿐만 아나라 헤드가 서로에 대해 가까울 때 보가 우수하고 보다 정밀한 절단 가공을 수행하도록 적용되며, 따라서, 작동 조건, 즉 절단 조건에 있을 때 뿐만 아니라 와이어의 슬라이딩 방향이 공급 방향(W) 또는 절단 방향(W)에 의해 식별된 평면에 완벽하게 직교할 때 기계 헤드 사이에서 연장되는 절단 와이어 부분의 길이방향 연장을 단축하여 이의 횡방향 이동을 제한한다, 전기-침식 기계(200)는 헤드(206, 207)를 교차시키는 기능, 즉 공작물(204)에 대해 절단 와이어(202)를 기울이기 위해 헤드를 이송하는 기능을 포함할 수 있지만, 전술한 내용을 고려하면, 만족스러운 절단 정확도를 얻기 위해서는, 헤드들이 가까이 유지되어야 하기 때문에, 헤드를 교차시키는 이러한 기능은 대체로 공작물에 대해 절단 와이어를 최대 약 5°의 각도로 기울일 수 있게 하며, 이는 샤프닝을 달성하는 데 있어서 와이어 전기-침식 기계의 헤드를 교차시키는 해당 솔루션을 부적합하게 한다.
지그(216)의 하우징 부분(217)의 하우징 시트(241)는 플레이트형 몸체인 공작물(204)을 수용하기 위한 하우징 부분(217)의 몸체를 따르는 길이방향 슬롯(241)에 의해, 예를 들어 클램핑 및 위치설정 요소(219)에 의해, 이의 중앙 부분에 조임으로써,형성될 수 있으며, 이에 따라 공작물(204)의 플레이트형 몸체는 2개의 대향하는 캔틸레버 플랩(205)을 형성하며, 이들 둘 모두에 대해 와이어 전기-침식 가공을 수행할 수 있게 된다. 공작물(204)은 다른 방식으로 조여질 수 있다. 공작물을 지그(214)에 장착하기 위해 홀 또는 노치와 같은 위치설정 요소가 공작물의 몸체에 제공될 수 있다.
바람직하게는, 지그(214) 뿐만 아니라 공작물(204) 상에서 절단 와이어(202)의 작용 동안에 발생할 수 있고 절단 불확실성을 야기할 수 있는 진동을 최소화하기 위해, 지그(214)의 하우징 부분(217)으로부터 캔틸레버식으로 돌출된 공작물(204)의 플레이트형 몸체의 각각의 캔틸레버 플랩(205)의 캔틸레버 부분의 연장이 선택된다. 나사 또는 조임 나사가 하우징 시트를 조이도록 적용된 체결 및 위치설정 요소(219)로서 제공될 수 있으며,이는 시트 내에서 공작물(204)의 위치설정 요소로서 작용한다. 가능한 작동 모드에 따르면, 하나 이상의 고정 및 위치설정 요소(219)는 지그에 대한 고정 작용을 가하고 지그와 절단 에지에 대한 위치설정 작용을 가하기 위해, 예를 들어 관통 홀에서 공작물(204)의 몸체를 교차하도록 설계된다.
가능한 작동 모드에 따르면, 공작물(204)은 0.05 mm 내지 0.5 mm 범위의 두께(210)를 갖는 플레이트형 몸체를 포함한다. 플레이트형 몸체는 스트립 테이프 재료 또는 슬라이스된 재료의 전체 피스로부터 얻을 수 있다. 플레이트형 몸체는 굽힘 시 변형가능한 탄성 몸체일 수 있다.
방법은 적어도 하나의 공작물(204)에 대해 절단 와이어(202)를 사용하여 적어도 하나의 샤프닝 관통 절단을 수행함으로써, 적어도 하나의 공작물(204)의 샤프닝될 적어도 하나의 에지(234)를 샤프닝하는 단계를 포함한다. 샤프닝 절단 경로를 따르는 절단 와이어(202)의 전진은 공작물(204)의 샤프닝될 적어도 하나의 에지(234)의 샤프닝을 결정하는, 적어도 하나의 공작물에 대한 관통 절단을 수행하여, 샤프닝될 에지(234)를 절단 에지(34)로 만든다.
이러한 방법에 의해 샤프닝된 적어도 하나의 에지는 블레이드 부분(14)의 절단 에지(34) 및/또는 하나 이상의 블레이드 링크(30)의 몸체의 절단 에지(34)을 형성하게 된다.
방법은 절단 와이어(202)로 적어도 하나의 공작물(204)에 대해 적어도 하나의 성형 관통 절단을 수행함으로써 적어도 하나의 공작물을(204)을 성형하는 단계를 추가로 포함한다. 성형 절단 경로(230)를 따르는 절단 와이어(202)의 전진은 해당 제조 방법에 의해 제조된 하나 이상의 블레이드의 성형을 결정하는, 적어도 하나의 공작물(204)에 대한 관통 절단을 수행한다. 반드시 그런 것은 아니지만, 성형 단계는 단일 블레이드를 분리시키며, 예를 들어 재료의 브리지(231)는 성형 단계의 종료 시 함께 블레이드를 연결할 수 있다. 성형 단계는 블레이드 부분(14)의 원위 단부, 예를 들어 블레이드 링크(30)를 형성할 수 있는 공작물 상의 단부(32)를 제공할 수 있다.
물론 샤프닝 및 성형 단계는 순서에 관계없이 수행될 수 있다.
샤프닝 단계와 성형 단계 사이에서, 샤프닝 회전 각도(α)로 지그(214)를 이의 회전축(F-F)을 중심으로 회전시키는 추가의 단계가 수행된다.
일 구현예에 따르면, 모터(218), 예를 들어 전기 모터가 지그(214)와 연관되어 지그(214)의 하우징 부분(217)을 고정 부분(215)에 대하여 회전시킨다. 이러한 경우, 지그(214)를 회전시키는 단계는 모터(218)를 작동시키는 단계에 의해 수행된다. 전기-침식 기계(200)는 또한 바람직하게는 적어도 하나의 전자 제어 시스템(242)을 포함하며, 여기에서 모터(218)는 기계(200)의 상기 전자 제어 시스템(242)에 작동가능하게 연결된다. 따라서, 지그(214)를 회전시키는 단계는 자동화될 수 있다.
샤프닝 회전 각도(α)는 90°와 상이하다.
"90°와 상이하다"는 것은 90°와 크게 다른 각도, 즉 90°로부터의 편차가 10° 이상, 즉 샤프닝 회전 각도(α)가 90°± 10°와 상이한 각도라는 것을 의미한다. 바람직하게는, 이는 절대값으로, 즉 회전축(F-F)을 중심으로 임의의 회전 방향(시계 방향 또는 반시계 방향)으로 90°와 상이한 샤프닝 회전 각도(α)을 나타내는 것을 의미한다.
90° 이외의 샤프닝 각도(α)을 제공하면 공작물 몸체의 단면에 예각(β)을 형성하는 것이 가능해지며, 절단 에지(34)을 형성할 수 있다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 샤프닝 각도(α)는 예각이고 ±10°의 공차의 네트는 절대값으로 80° 미만이고 바람직하게는 10°보다 큰 각도로 이해될 수 있다.
샤프닝 각도(α)의 선택이 절단 에지(34)의 단면에서의 예각(β)을 결정하기 때문에, 절단 와이어(202)에 대한 공작물의 회전을 측정하는 샤프닝 각도(α)는, 절단 에지(34)의 원하는 절단 성능을 얻을 수 있도록 선택될 수 있다.
이러한 방법에 의해, 서로 직교하지 않는 2개의 절단면 상의 공작물 상에 적어도 2개의 관통 절단부가 얻어질 수 있으며, 여기서 적어도 하나의 관통 절단부는 샤프닝된다; 즉, 이는 절단 에지(34)을 만들고 다른 하나의 관통 절단부는 성형된다.
공작물이 플레이트형 몸체를 갖는 경우, 바람직하게는 샤프닝 관통 절단은 절단 와이어(202)를 플레이트형 몸체의 평면에 대해 실질적으로 직교하게 배향시킴으로써, 짧고 견고한 공작물의 두께로 절단 벽을 만들도록 수행되는 한편, 성형 관통 절단은 플레이트형 몸체의 평면에 대해 절단 에지를 비스듬히 배향시킴으로써, 즉 공작물의 에지의 단면에서 수행된다.
지그(214)는 기계적 스트로크 단부(220), 예를 들어 대향 단부 스트로크 접합부를 향하는 2개의 대향 스트로크 단부 리지(220)를 포함할 수 있으며, 이는 하우징 부분(217) 및 지그(214)의 고정 부분(215) 상에 위치한다. 이러한 경우, 회전 단계는 지그(214)의 고정 부분(215)의 스트로크 단부 리지(220)에 대항하여 지그(214)의 하우징 부분(217)을 접합부로 가져오는 단계를 포함할 수 있다. 스트로크 단부(220)는 샤프닝 회전 각도(α)가 조정될 수 있도록 지그(214)와 해제 가능하게 연관될 수 있으며, 예를 들어 하나 이상의 스트로크 단부는 추출 가능하고 후퇴 가능할 수 있다.
회전 단계는 지그(214)로부터 공작물(204)이 분리되는 것을 회피하고, 와이어 전기-침식 기계(200)로부터 지그(214)가 분리되는 것을 회피하면서 수행된다. 따라서 교체의 필요가 없어진다. 지그(214)의 회전축(F-F)은 공작물(204)의 몸체를 통해 연장될 수 있으며, 예를 들어 공작물이 플레이트형 몸체(예를 들어, 공작물은 스트립, 리본, 플레이트, 시트임)를 갖는 경우 공작물(204)의 두께(210)를 따라 연장될 수 있으며, 이러한 경우 지그(214)의 회전은 또한 이의 축 중 하나(예를 들어, 중심축, 대칭축)를 중심으로 공작물(204)의 플레이트형 몸체의 회전을 야기할 수 있다.
이러한 방법에 의해, 서로 직교하지 않고 상기 샤프닝 각도(α)에 의해 회전하는 2개의 절단 평면 상에 와이어 전기-침식에 의해 공작물(204)에 대해 2개의 관통 절단을 수행함으로써 하나 이상의 블레이드를 제조할 수 있으며(관통 절단은 샤프닝 절단임), 지그(214)로부터의 공작물(204)의 분리뿐만 아니라 와이어 전기-침식 기계(200)로부터의 지그(214)의 분리를 회피할 수 있다. 이에 의해, 적어도 하나의 공작물이 기계에 대해 재위치되는 것이 방지되기 때문에, 샤프닝 및 성형 절단의 높은 절단 정확도가 달성되고, 예를 들어 전기-침식 기계(200)의 전자 제어 시스템의 교정 또한 보다 신뢰성이 높아지며, 교정은 예를 들어 조립 단계 후 및 샤프닝 및 성형 단계 둘 모두 이전에 단지 한 번만 수행될 수 있다.
전기-침식 기계(200)의 영점 조정 및 교정을 수행하기 위해, 방법은, 샤프닝 단계 이전, 기준 지점(229)을 식별하고, 절단 와이어(202)를 사용하여 상기 기준 지점(229)에 접근하는 단계를 포함할 수 있다. 기준 지점(229)은 공작물(204)의 하나 이상의 지점을 절단 와이어(202)와 1회 이상 접촉시킴으로써 식별될 수 있다. 예를 들어, 공작물의 플레이트형 몸체의 2개의 직교 측면이 접촉되어, 공작물(204)의 플레이트형 몸체의 꼭지점과 일치하는 기준 지점(229)을 식별할 수 있다. 일 작동 모드에 따르면, 상기 기준 지점(229)은 공작물(204)의 샤프닝될 에지(234)에 속한다. 반드시 그런 것은 아니지만, 접근 단계는 절단 와이어(202)를 기준 지점(229)에 도달시킨다. 샤프닝(240) 및/또는 성형(230) 절단 경로의 절단 시작 지점(232, 235)은 기준 지점(229)에 근접하거나 기준 지점(229)과 일치할 수 있다. 가능한 일 작동 모드에 따르면, 샤프닝(240) 및/또는 성형(230) 절단 경로의 절단 시작 지점(232, 235)은 기준 지점(229)과 미리 정의된 기하학적 관계를 갖는 위치에 위치된다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 식별 및 접근 단계는 상기 샤프닝 및/또는 성형 단계 각각에 앞서 수행된다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 식별 및 접근 단계는 샤프닝 및 성형 단계 둘 모두 이전에 단지 한 번만 수행된다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 식별 단계는 샤프닝 절단 경로 및 성형 절단 경로 둘 모두에 대한 원점 역할을 하는 절단 경로의 단일 원점을 식별하는 단계를 포함하고, 접근 단계는 샤프닝 단계를 위한 준비 및 성형 단계를 위한 준비 둘 모두에서 절단 와이어로 상기 단일 원점에 접근하는 단계를 포함한다. 일 작동 모드에 따르면, 샤프닝 및 성형 단계 둘 모두에 앞서, 방법은 샤프닝 절단 경로 및 성형 절단 경로 모두에 대한 원점의 역할을 하는 절단 경로의 단일 원점을 식별하는 단계, 및 바람직하게는 샤프닝 단계를 위한 준비 및 성형 단계의 준비 둘 모두에서 절단 와이어(202)를 사용하여 상기 단일 원점에 도달할 때까지 접근하는 단계를 포함한다. 이에 따라 기계를 재설정하는 것이 가능하다; 즉, 재교정 없이 방법의 시작 단계에서 단지 한번만 교정하는 것이 가능하다. 상기 원점의 식별은 상기 고정구(214)에 대한 알려진 기준점을 절단 와이어(202)와 접촉시킴으로써 수행될 수 있다. 상기 원점의 식별은 상기 공작물(204)에 대한 알려진 기준점을 절단 와이어(202)와 접촉시킴으로써 수행될 수 있다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 방법은 단일 공작물(204) 상에 복수의 블레이드를 만들고, 상기 샤프닝 단계 및 상기 성형 단계는 상기 복수의 모든 블레이드에 대해 동일하게 수행된다. 예를 들어, 다수의 블레이드에 대한 시작 지점(235) 및 종료 지점(236)이 동일하거나 상이한지의 여부와 상관없이, 단일 샤프닝 궤적(240)이 제공된다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 샤프닝 단계는 절단 와이어(202)의 단일 절단 샤프닝 궤적(240)에 의해 수행되고, 상기 성형 단계는 절단 와이어(202)의 단일 절단 성형 궤적(230)에 의해 수행된다. 각각의 절단 궤적(230, 240)이 절단 와이어의 복수의 반복 패스에 적용될 수 있다.
샤프닝 관통 절단은 공작물(204)과 절단 와이어(202)가 그 사이에서 선택된 소정의 각도(샤프닝 각도(α)의 선택에 따라 상이함)를 형성하는 조건에서, 공작물의 샤프닝될 에지(234)로부터 재료를 제거하여 샤프닝 절단 벽(223)을 노출시키며, 이에 따라 노출된 샤프닝 절단 벽(223) 및 이에 인접한 공작물의 다른 벽은 함께 절단 에지(34), 즉 샤프닝 절단 벽(223) 및 이에 인접한 다른 공작물 벽의 만남에 의해 정의되는 예각 에지를 함께 형성한다. 도 61c에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 샤프닝 관통 절단 이후, 샤프닝 절단 벽(223)은 바람직하게는 공작물(204)의 후방면(224)과 예각(β)을 형성한다. 샤프닝 절단 벽(223)은 대향면(225), 즉 공작물(204)의 전방면과 예각을 형성할 수 있다.
공작물(204)의 샤프닝 절단 벽(223)과 다른 벽 사이에 형성된 이러한 예각(β)은 상기 샤프닝 회전 각도(α)에 반드시 상응해야 하는 것은 아니지만, 일 작동 모드에 따르면, 상기 샤프닝 회전 각도(α)는 상기 예각(β)과 동일하다. 일 구현예에 따르면, 예각(β)은 90°-α와 동일하다.
공작물이 그 사이에 두께(210)를 정의하는 평행한 대향면(224, 225)을 갖는 플레이트형 몸체를 갖는 가능한 일 작동 모드에 따르면, 성형 관통 절단은 두께를 통해 대향 평행면(224, 225)에 대해 수직으로 수행되고, 샤프닝 관통 절단은 대향 평행면(224, 225)에 대해 기울어진 방향으로, 그리고 공작물의 두께를 가로질러 수행된다. 이에 따라, 절단 에지(34)는 성형 절단면에 대해 횡방향(이 경우 직교)이고 샤프닝 절단면에 대해 기울어진, 공작물(204)의 대향 평행면(224, 225)의 일면 상에 형성된다.
공작물(204)가 예를 들어, 플레이트형 몸체에 의해 주어지는 평면 스트립 또는 리본 또는 시트 기하학적 형상에 제한되지 않는 특정 기하학적 형상을 갖는 경우, 상기 샤프닝 회전 각도(α)가 회전 단계 동안 플레이트형 몸체의 회전 각도로 이해되는 경우, 예각(β)은 샤프닝 회전 각도(α)와 동등하거나 상보적인 바람직한 구현예에 따르게 된다.
공작물(204)은 스쿼트 몸체 또는 다른 비-플레이트형 몸체를 가질 수 있으며, 샤프닝 관통 절단은 공작물(204)의 몸체를 통해 수행되어, 상기 절단 에지(34)을 형성한다.
절단 성능을 최적화하도록 절단 에지(34)의 예각을 선택하고 침투 및 강도 사이의 절충안을 찾아야 한다. 일반적으로, 45° 미만, 예를 들어 10° 내지 40°인 절단 에지(34)의 예각(β)은 높은 절단 침투를 허용하지만, 조기에 마모되는 경향(예각(β) 진폭이 감소함에 따라 증가하는 경향)이 있는 반면, 45° 초과, 예를 들어 50° 내지 80°인 절단 에지(34)의 예각(β)은 긴 서비스 수명을 허용하지만, 서비스 조건에서 절단 침투에 대한 저항(예각(β) 진폭이 감소함에 따라 증가하는 경향)이 발생할 수 있다. 30° 내지 60°(±10%의 허용 오차로 이해되어야 하는 값임) 범위의 예각(β)은 로봇 수술 분야에서 결과적인 하나 이상의 블레이드(들)(30)의 적용에 대해 만족스러운 절충안을 제공할 것이다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 예각(β)은 실질적으로 45°와 동일하다. 이러한 값은 또한 여기에서 ±10%의 공차로 이해될 수 있지만, 실질적으로 본원에서는 90°의 절반과 동일한 예각(β)를 나타내는 것이 바람직하다; 즉, 공작물 몸체에서 거의 45° 방향으로 향하는 절단 벽을 노출시키는 관통 절단부를 만든다. 따라서, 예각(β)이 샤프닝 회전 각도(α)에 의존하는 경우, 상기 샤프닝 회전 각도(α)는 20° 내지 70°의 범위일 수 있으며, 바람직하게는 샤프닝 회전 각도(α)는 실질적으로 30°±10° 또는 45°±10° 또는 60°±10°일 수 있다. 이들 값은 절대값, 즉, 회전 단계 동안에 만들어진 절단 와이어(202)에 대하여 공작물(204)의 몸체의 임의의 회전 방향에서 유효할 수 있는 값으로 이해되어야 한다. 따라서 여기에서의 45°는 일 방향으로 45°의 회전을 의미하고, 또한 반대 회전 방향으로 45°의 동일한 회전을 의미한다. 회전 방향은 공작물(204)의 몸체에 노출된 절단 벽(223)의 방향에 영향을 미치며, 절단 에지(34)이 공작물(204)의 후방면(224)에 속하는지 아니면 전방면(225)에 속하는지를 결정할 수 있다.
샤프닝 각도(α)는 공작물과 기계(200)의 기준점, 예를 들어 헤드(208) 사이의 거리를 최소화도록 선택될 수 있다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 샤프닝 단계의 샤프닝 관통 절단은 공작물(204)의 샤프닝될 두께(234)를 따라 연장되는 절단 경로(240)를 따른다. 이에 의해, 샤프닝될 에지(234)가 샤프닝 절단면에 오목 및/또는 볼록한 형상을 갖는 경우에도, 이러한 연장부를 따라 실질적으로 균일한 절단 에지(34)를 만들 수 있다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 공작물(204)의 샤프닝될 에지(234)는 공작물 몸체의 에지, 예를 들어 스트립, 플레이트 또는 리본과 같은 플레이트형 몸체의 에지와 일치하고, 샤프닝 관통 절단의 절단 경로(240)는 이러한 마진의 에지를 따라 실질적으로 직선으로 연장되고, 에지를 실질적으로 다듬고, 즉 공작물의 플레이트형 몸체의 두께(210)로부터 재료를 전기-침식하여, 플레이트형 몸체의 대향면(224, 225)에 대해 경사진 절단면(223)을 노출시키는 갭을 만들어 절단 에지(34)를 형성한다.
샤프닝 회전 각도(α)를 선택하면 공작물에 대한 샤프닝 및 성형 관통 절단의 방향을 정의할 수 있다.
바람직한 일 작동 모드에 따르면, 성형 관통 절단은 이의 두께의 방향으로 공작물(204)의 몸체를 가로지른다. 바람직한 일 작동 모드에 따르면, 성형 관통 절단은 날카롭지 않은 에지를 생성하고, 예를 들어 공작물의 대향면(224, 225)과 실질적으로 90°의 2개의 대향 각도를 형성하며, 여기에서 공작물은 미리 정의된 규칙적인 기하학적 형상, 예를 들어 플레이트형 몸체를 갖는다. 성형 관통 절단에 의해 나타나는 절단 경로(230)는 홀 에지(36)와 같은 만곡된 부분을 포함하는 경로를 형성할 수 있으며, 가능한 일 작동 모드에 따르면 홀 에지(36)를 만드는 것은 절단 와이어의 통과를 위한 방사형 통로 채널(39)을 만드는 것을 포함한다. 홀 에지(36)는 반드시 만곡형 부분에 의해 형성되는 것은 아니며, 홀 에지(36)의 파선 세그먼트에 의해 형성될 수 있다. 홀 에지(36)는 작동 조건에 있을 때 관절 핀을 수용하기 위한 하나 이상의 센터링 홀을 한정할 수 있다. 성형 관통 절단에 의해 나타나는 절단 경로(230)에 의해 구현되는 만곡형 부분은 에지(34)를 샤프닝하여 샤프닝된 만곡형, 오목, 및/또는 볼록한 에지를 만들 수 있다. 절단 와이어(202)의 공급 속도 파라미터는 마감 및 생산 시간 사이에 양호한 절충안을 제공하도록 조정될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 성형 단계는 관통 절단을 통해 수백 분의 1밀리미터 폭의 브리지와 같은 극도의 분해능을 갖춘 부품을 만든다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 성형 관통 절단은 공작물(204)의 대향면(224, 225)에 대해 직교하지 않는 에지, 즉, 성형 절단은 공작물의 정의 가능한 놓여있는 평면에 대해 기울어진 에지를 만들 수 있다.
가능한 일 작동 모드에 따르면 우선적으로 샤프닝 단계가 수행된 다음 회전 단계가 수행되고, 이에 이어서 성형 단계가 수행된다. 이에 따라 샤프닝 단계가 완료되고 이어서 성형 단계가 수행된다. 이러한 경우, 성형 관통 절단은 샤프닝 관통 절단의 적어도 일 부분과 교차할 수 있으며, 즉, 성형 절단 경로(230)는 샤프닝 절단 경로에 대해 기울어질 수 있다. 이러한 작동 모드에 따르면, 방법은 제조될 적어도 하나의 블레이드의 그룹에 공통적인, 즉, 공유되는 공작물(204)의 적어도 하나의 에지의 적어도 일 부분을 먼저 샤프닝함으로써, 동일한 공작물로부터 복수의 블레이드, 예를 들어 복수의 블레이드 링크(30)를 만들 수 있으며, 이어서 절단 에지(34)을 가로지르는 성형 관통 절단을 수행하고, 이에 따라 절단 벽(223)을 절단하여 동일한 공작물(204)로부터 개별 블레이드를 획득할 수 있도록 개별 블레이드를 분리 또는 분리 가능하게 하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 공작물이 2개의 대향 캔틸레버 에지를 형성하는 지그(214) 상에 장착된 플레이트형 몸체인 경우, 방법은 먼저 상기 2개의 에지를 샤프닝하는 단계에 이어서, 대향하는 2개의 캔틸레버 플랩 상에 상기 복수의 개별 블레이드를 성형하는 단계를 포함할 수 있다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 샤프닝 단계는 성형 단계 이전에 수행되며, 여기에서 성형 단계의 성형 절단 경로(230)는 샤프닝 단계에 의해 만들어진 절단 에지(34)을 따라 연장되지 않는다; 즉, 성형 관통 절단은 공작물에 대해 이전에 가공된 절단 에지(34)의 프로파일을 따라 이루어지지 않는다. 성형 관통 절단의 절단 경로(230)는 블레이드(30)를 성형하기 위해 에지의 길이방향 연장부에 대해 절단 에지(34)을 횡방향으로 교차할 수 있으며, 공작물(204)의 절단 에지를 중단시킬 수 있다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 성형 관통 절단의 절단 경로(230)는 절단 에지(34)에 대한 외부 위치에서, 그리고 이로부터의 소정의 거리에서 공작물(204)의 절단 경로(230)의 외부 섹션(238)을 포함할 수 있으며, 여기에서 절단 와이어의 절단 에지(34)로의 갑작스런 접근을 포함하는 절단 경로(230)의 외부 부분(238)을 따라 교정 검증 단계가 수행되어 절단 경로(230) 상에서의 노치(239)를 실질적으로 트레이싱한다. 이에 의해, 이는 공작물(204)의 정확한 위치설정을 검증할 수 있게 하며, 실제로 절단 와이어(202)의 절단 에지(34)에 대한 갑작스런 접근이 절단 와이어(202)로부터 재료의 전기-침식을 초래하는 경우, 이것은 오류, 예를 들어 공작물의 가능한 위치설정 에러를 나타낼 것이다.
도 66b는 절단 에지(34)에 대하여 언더컷, 홀 에지(36), 통로 채널(39), 상기 외부 섹션(238)을 만드는, 동일한 공작물 상에서의 복수의 블레이드(30)의 형상을 나타내는 성형 관통 절단의 성형 절단 경로(230)의 예를 도시한다. 여기에 도시된 성형 절단 경로(230)는 여러 번, 즉, 다수의 반복된 패스, 예를 들어 왕복 패스로 수행될 수 있다.
도 66b는 교차하는 상이한 왕복 경로를 포함하는, 복수의 블레이드(30)의 성형 및 분리로 이어지는 성형 관통 절단의 성형 절단 경로(230)의 예를 도시한다. 가능한 일 작동 모드에 따르면, 도 66b에 도시된 절단 프로파일(230)은 도 66a에 도시된 적어도 하나의 외향 경로에 대한 단일 복귀 경로로서 이해될 수 있으며, 이러한 경우, 단일 복귀 경로는 블레이드 몸체의 실질적으로 직선형 에지를 가공하고, 성형 절단 경로(230)의 상기 단일 복귀 경로를 따라 수행되는 성형 관통 절단은 블레이드를 분리하는 기능을 수행한다. 가능한 일 작동 모드에 따르면, 도 66b에 도시된 절단 프로파일(230)은 도 66a에 도시된 것과는 독립적인 성형 절단 프로파일로서 이해될 수 있으며, 필요한 경우 왕복 경로가 선택될 수 있다.
도 67a 및 67b는 위에서 설명된 도 66a 및 66b에 도시된 것과 유사한 예를 도시한다.
샤프닝 절단 경로는 여러 번, 즉 다수의 반복 패스, 예를 들어, 왕복 패스, 예를 들어, 3 내지 11 패스, 바람직하게는 3 내지 7 패스의 수로 수행될 수 있다. 일 작동 모드에 따르면, 샤프닝 단계의 상기 샤프닝 절단 경로는 성형 단계의 성형 절단 경로보다 더 자주 수행된다. 이는 절단 에지(34)의 보다 양호한 마감으로 이어진다. 바람직한 일 작동 모드에 따르면, 샤프닝 절단은, 블레이드를 만드는 과정에서 해당 피스가 제1 또는 복수의 마감 패스 동안 진동을 받지 않도록 성형 절단 전에 수행된다.
성형 절단은 또한 바람직하게는 탈착, 즉 블레이드(30)를 분리시키고, 비람직하게는 블레이드를 만든 후, 그리고 바람직하게는 단일 패스로 수행된다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 샤프닝 단계는 절단 와이어(202)의 단일 절단 샤프닝 궤적(240)에 의해 수행되고, 상기 성형 단계는 절단 와이어(202)의 단일 절단 성형 궤적(230)에 의해 수행된다. 바람직하게는, 샤프닝 절단 경로 또는 궤적(240)은 시작 지점(235) 및 종료 지점(236)을 가지며, 이는 짝수의 왕복 패스가 수행되는 경우 일치할 수 있다. 바람직하게는, 성형 절단 경로 또는 궤적(230)은 시작 지점(232) 및 종료 지점(233)을 가지며, 이는 짝수의 왕복 패스가 수행되는 경우 일치할 수 있다.
예를 들어, 도 68에 도시된 바와 같이, 분리된 블레이드(30)를 수집하기 위한 바스켓(243)이 제공될 수 있다. 예를 들어, 바스켓(243)은 전기-침식 기계(200)의 하부 헤드(206) 둘레에 조립될 수 있는, 예를 들어 연동될 수 있는 2개의 분리가능한 반체(244, 245)로 이루어지며, 이는 중력의 영향으로 유전체 액체 탱크(208)로 떨어지는 분리된 블레이드(30)를 수집하도록 실질적으로 환형의 형상을 갖는 적어도 하나의 수집 챔버를 형성한다. 이러한 경우, 방법은, 블레이드(30)를 분리하는 단계 이후, 와이어 전기-침식에 의해 샤프닝되고 성형되고 분리된 블레이드(30)를 중력으로 수집하는 단계를 포함할 수 있다.
도 66c 및 도 67b는 절단 에지(34)에 대하여 언더컷, 홀 에지(36), 통로 채널(39), 상기 외부 섹션(238)을 만드는, 각각 연결 브리지(231)가 구비된, 동일한 공작물 상에서의 복수의 블레이드(30)의 형상을 나타내는 성형 관통 절단의 성형 절단 경로(230)의 예를 각각 도시한다. 여기에 도시된 성형 절단 경로(230)는 여러 번, 즉, 다수의 반복된 패스, 예를 들어 왕복 패스로 수행될 수 있다. 이러한 경우, 방법은 다른 곳에서 수행되는 파단 가능한 연결 브리지(231)를 파단하는 단계를 포함하는, 블레이드(30)를 분리하는 단계를 포함할 수 있으며, 예를 들어 연결 브리지(231)를 파단하여 블레이드를 분리하는 단계는 수술용 절단 기구와 같은 완제품의 조립 중에 수행될 수 있다.
도 66d 및 도 67d는 본원에 기술된 작동 모드 중 어느 하나에 따른 방법으로 제조된, 예를 들어 파단가능한 재료로 제조된 연결 브리지(231)가 각각 제공된 복수의 블레이드를 포함하는 반제품(250)의 몇몇 예를 도시한다. 일 작동 모드에 따르면, 방법은 상기 반제품(250)을 제조하는 단계 및 각각의 연결 브리지(231)를 파단하여 블레이드를 분리하는 단계를 추가로 포함한다.
연결 브리지(231)를 파단하는 단계는 성형 절단을 수행하는 와이어 전기-침식에 의해 수행될 수 있다.
가능한 일 작동 모드에 따르면 우선적으로 성형 단계가 수행된 다음 회전 단계가 수행되고, 이에 이어서 샤프닝 단계가 수행된다. 이에 따라 성형 단계가 완료되고 이어서 샤프닝 단계가 수행된다.
이러한 가능한 작동 모드는 연결 브리지, 피스의 형상 또는 피스 자체의 두께가 이미 성형된 피스 상의 하나 이상의 샤프닝 패스 동안에 진동을 유발하지 않기에 충분한 경우에 수행되는 것이 바람직하다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 성형 단계가 먼저 수행되고, 이어서 회전 단계가 수행되고, 이어서 샤프닝 단계가 수행된 다음, 추가의 회전 단계가 수행되고, 이어서 추가의 성형 단계가 수행된다; 즉 성형 단계는 샤프닝 단계 이전에 부분적으로 수행되고, 샤프닝 단계 이후에 완료될 수 있다. 이러한 작동 모드에 따르면, 성형 단계는 공작물을 절단함으로써 트레이싱되지만 재료(231)의 브리지, 예를 들어 국부적으로 두께가 감소된 재료의 파단 가능한 브리지에 의해 상호연결된 하나 이상의 블레이드의 형상을 남길 수 있다.
일 구현예에 따르면, 방법은 복수의 블레이드가 성형된 플레이트형 몸체, 예를 들어 각각 절단 에지(34)를 갖는 복수의 블레이드 링크(30)를 포함하며, 블레이드 몸체는 의도적으로 제거되지 않은 공작물 몸체의 하나 이상의 재료 브리지(231), 예를 들어 파단 가능한 재료 브리지에 의해 상호연결되는, 반제품(250)의 제조를 결정한다.
성형 단계가 우선적으로 수행되고, 이어서 회전 단계, 이어서 샤프닝 단계가 수행되고, 여기에서 성형 단계는 공작물(204) 상에 재료 브리지(231)에 의해 상호연결되는 하나 이상의 절단된 형상의 블레이드(그러나 절단 에지(34)는 없음)의 형상을 만드는 가능한 일 작동 모드에 따르면, 샤프닝 단계는 개별 블레이드 형상의 샤프닝될 에지(234)에 대해 수행될 수 있지만, 절단 경로는 일부 섹션에서 예를 들어 성형 관통 절단으로부터 이미 제거된 공작물의 재료와 교차하지 않는 연속 경로를 계속 따를 수 있다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 샤프닝 및 성형 단계는 교차적으로 진행될 수 있으며, 그 사이에는 항상 회전 단계가 포함된다.
서로 다른 절단면에 대한 다수의 샤프닝 절단 및/또는 서로 다른 절단면에 대한 다수의 성형 절단이 포함될 수 있다. 예를 들어, 인접한 2개의 샤프닝 단계 사이에서 지그를 회전시키는 단계, 및/또는 인접한 2개의 성형 단계 사이에서 지그를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 동일한 공작물의 2개의 성형 절단 사이에는, 실질적으로 90°의 지그(214)의 회전 각도가 포함될 수 있으며, 상기 2개의 성형 절단 사이에 다른 샤프닝 절단이 추가의 배향으로 포함되더라도 마찬가지이다.
예를 들어, 동일한 공작물의 샤프닝될 동일한 에지의 2개의 샤프닝 절단 사이에서, 공작물(204)의 몸체에 예각(β)을 만들기 위해서라도 90°보다 크거나 이와 동일한 지그(214)의 회전 각도가 포함될 수 있다. 가능한 일 작동 모드에 따르면, 2개의 샤프닝 관통 절단은 90° 내지 150° 및 바람직하게는 120° 내지 150°로 그 사이에서 회전된 2개의 절단면 상에서 수행된다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 방법은 상기 하나 이상의 블레이드를 분리하는 단계를 포함한다. 분리 단계는 성형 단계에 포함될 수 있으며, 여기에서 성형 관통 절단의 절단 경로는 하나 이상의 개별 블레이드를 만든다. 블레이드 몸체가 하나 이상의 재료 브리지(231)에 의해 상호연결되는 절단 에지(34)을 각각 갖는 복수의 블레이드가 절단된 형상으로 제조되는 반제품(250)이 생산되는 경우, 분리 단계는 상기 재료 브리지(231)를 파단하는 단계를 포함할 수 있으며, 이는 또한 조립 현장에서 수행될 수 있다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 공작물(204)은 탄성 반응을 가하기 위한 탄성적으로 변형가능한 몸체를 갖는 탄성체이다. 일 구현예에 따르면, 공작물(204)는 탄성 플레이드형 몸체, 예를 들어 탄성적으로 굽혀지도록 구성된 탄성 스트립이다. 탄성적으로 굽혀질 수 있는 공작물의 제공은 탄성적으로 굽혀질 수 있는 몸체를 갖는 소형화된 탄성 블레이드를 만들 수 있게 한다.
바람직하게는, 공작물(204)은 금속 재료로 이루어진다. 공작물(204)는 블레이드용 강으로 이루어질 수 있다. 공작물에 대한 하나 이상의 표면 처리(228)는, 예를 들어, 작동 조건에서, 절단 에지(34)를 보다 단단하고 마모에 보다 저항할 수 있게 하기 위한 코팅 및/또는 열처리와 같은 공정을 포함할 수 있다. 일 구현예에 따르면, 절단 에지(34)는 작동 조건에 있을 때 카운터-블레이드에 대한 기계적 간섭 접촉에 의해 작동하도록 의도된 적어도 하나의 표면(35)에 대한 표면 처리(228)를 포함한다.
공작물(204)은, 예를 들어 도 64에 도시된 바와 같이, 프레스-벤딩에 의한 것과 같은 굽힙을 거칠 수 있다. 이러한 경우, 방법은 블레이드, 예를 들어 블레이드 부분(14) 및/또는 블레이드 링크(30)를 굽히는 단계를 포함한다. 이러한 단계는 프레스(260)를 포함하는 단계, 예를 들어 해머(261) 및 앤빌(262)을 갖는 단계를 포함할 수 있다. 프레스 벤딩에 의한 굽힙을 수행하여 블레이드(30)의 탄성 특성을 제공할 수 있다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 방법은 공작물 상에 표면 처리부(228)를 수득하는, 공작물의 표면을 처리하는 단계를 포함한다. 표면 처리 단계는 또한 1회 이상 수행될 수 있다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 표면 처리 단계는 샤프닝 단계 전에 수행된다. 표면 처리(228)가 상기 샤프닝 단계 이전에 수행되는 경우, 절단 에지(34)의 플러시 절단에 의해 노출된 벽(223)에는 표면 처리부(228)가 없을 것이다. 이러한 경우, 예를 들어, 작동 조건에 있을 때, 카운터-블레이드에 대한 기계적 간섭 접촉에 의해 작동하도록 의도된 절단 에지(34)의 표면(35)이 표면 처리부(228)를 포함하는 한편, 대향 절단 벽(223)은 임의의 표면 처리부(228)를 포함하지 않는 "노-백-베벨(no-back-bevel)" 또는 "치즐(chisel) 에지" 유형의 샤프닝이 얻어질 수 있다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 표면 처리 단계는 샤프닝 단계 후에 수행된다. 표면 처리(228)가 상기 샤프닝 단계 이후에 수행되는 경우, 절단 에지(34)의 플러시 절단에 의해 노출된 벽(223)은 표면 처리부(228)를 포함할 수 있다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 표면 처리 단계는 DLC(Diamond-like-Carbon) 유형의 코팅을 만드는 단계를 포함한다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 표면 처리 단계는 열처리, 예를 들어 "콜스터화(kolsterizing®)" 유형의 열처리를 수행하는 단계를 포함한다.
일 작동 모드에 따르면, 표면 코팅 단계는 공작물이 연결 브리지(231)에 의해 상호 연결된 복수의 형상의 블레이드를 포함하는 몸체를 갖는 반제품(250)의 형태일 때 수행된다. 이에 의해, 블레이드의 소형화가 촉진되며, 이는 반제품(250)의 몸체, 예를 들어 리본 또는 스트립을 위치시킴으로써, 표면 처리를 위해 복수의 블레이드를 함께 위치시킬 수 있기 때문이다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 방법은 성형 단계 후에, 제2 절단 평면 상에서 상기 공작물(204)에 대한 제2 성형을 수행하고, 절단 와이어(202)를 사용하여 적어도 하나의 공작물(204) 상에 제2 성형 관통 절단을 수행하는 추가의 재성형 단계를 추가로 포함하며,여기에서 성형 단계와 재성형 단계 사이에는, 바람직하게는 실질적으로 90°와 동일한 성형 각도로 상기 고정구(214)를 회전시키는 단계가 포함된다. 이러한 작동 모드에 따르면, 바람직하게는 성형 단계는 샤프닝 단계 이전에 수행된다. 예를 들어, 도 74a-c의 시퀀스에서 도시된 바와 같이, 먼저 성형 단계, 이어서 샤프닝 단계, 이어서 재형성 단계를 수행하는 것이 가능하며, 여기에서 성형 단계와 재형성 단계 사이에서, 공작물(204)은 실질적으로 90°와 동일한 각도로 고정구 또는 이의 일부의 회전에 의해 회전된다.
성형 단계와 샤프닝 단계 사이에서, 공작물(204)은 샤프닝 각도(α)만큼 회전될 수 있다.
이로써, 동일한 공작물(204)에 대해 2개의 상형 절단 및 1개의 샤프닝 절단을 수행할 수 있다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 장착 단계는 상기 고정구(214) 상에 복수의 공작물(204, 304)를 장착하는 단계를 포함하며, 여기에서 샤프닝 및 성형 단계는 각각의 공작물을 개별적으로 샤프닝 및 성형하는 단계를 포함한다. 즉, 이러한 작동 모드에 따르면, 각각의 공작물(204, 304)은 개별적으로 가공되며, 다수의 공작물에 대한 동시 절단을 수행하는 것을 회피한다. 상이한 피스에 대해 상이한 절단이 이루어지는 경우, 상기 절단은 상이한 피스에 대해 연속적으로 이루어질 수 있다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 장착 단계는 동일한 고정구(214) 상에 장착되는 적어도 2개의 공작물(204, 304)를 획득하기 위해 상기 고정구(214) 상에 또한 적어도 제2 공작물(304)를 장착하는 단계를 포함하며, 여기에서 방법은 상기 제2 공작물(304)의 샤프닝될 적어도 하나의 에지를 샤프닝하는 단계를 추가로 포함하며, 여기에서 적어도 하나의 공작물(204)의 샤프닝될 적어도 하나의 에지를 샤프닝하는 단계와 상기 제2 공작물(304)의 샤프닝될 적어도 하나의 에지를 샤프닝하는 단계 사이에는, 상기 고정구(214)의 적어도 일 부분을 회전시키는 추가의 단계가 포함된다. 이에 따라, 상이한 공작물(204, 304)에 대한 상이한 샤프닝 결과를 얻을 수 있다.
도 71에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 각각의 공작물(204, 304)을 장착하는 하우징 부분(217)을 상이한 샤프닝 각도, 즉 제1 샤프닝 각도(α)에 의한 제1 공작물(204)의 회전 및 제2 샤프닝 각도(α2)에 의한 제2 공작물(304)의 회전에 의해 상이한 공작물에 대한 2개의 샤프닝 절단이 이루어질 수 있다. 이에 의해, 상이한 공작물(204, 304)에 대해 상이한 예각(β)을 갖는 예리한 에지를 만들 수 있다.
도 72에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 2개의 샤프닝 단계 사이, 즉 적어도 하나의 공작물(204)의 샤프닝될 적어도 하나의 에지를 샤프닝하는 단계와 상기 제2 공작물(304)의 샤프닝될 적어도 하나의 에지를 샤프닝하는 단계 사이에, 예를 들어 α2-α와 같은 소정의 각도만큼 상기 고정구(214)의 적어도 일 부분을 회전시키는 추가 단계를 포함함으로써 서로 상이한 공작물(204, 304)에 대한 2개의 샤프닝 절단을 서로 일체로 회전하도록 만드는 것이 가능하다. 각도(α) 및 각도(α2)는 임의의 크기만큼 서로 다를 수 있다. 각도(α2)는 각도(α)와 관련하여 제시된 동일한 고려사항에 따라 선택될 수 있으며, 따라서 성형 절단을 수행하기 위한 절단 와이어(202)의 방향과 관련하여 선택될 수 있다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 고정구(214)는, 고정구(214)의 하나 이상의 회전 구성에서, 절단 와이어(202)에 의해 개별적으로 그리고 단독으로 가공될 수 있도록 배열된 플레이트형 몸체를 갖는 복수의 공작물(204)을 수용한다.
도 73에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 플레이트형 몸체를 갖는 3개의(또는 그 이상의) 공작물(204)은 고정구(214) 상에서 별 형상일 수 있다; 즉, 고정구(214)의 하우징 부분(217)으로부터 하우징 부분(217)에 대해 방사상으로 각각의 캔틸레버 플랩으로 연장되도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 별 구성의 공작물은 개별적으로 샤프닝될 수 있고, 하나의 공작물과 다른 공작물의 샤프닝 단계 사이에는, 고정구(214)의 하우징 부분(217)을 회전시키는 단계가 포함될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 고정구(214) 또는 지그(214)는 하나 이상의 회전 구성에서 전기-침식에 의해 개별적으로 가공될 수 있는 다수의 평면 요소(스트립)를 고정시키는 것을 포함한다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 방법은 적어도 2개의 성형 단계, 즉 성형 단계 및 재성형 단계를 포함하고, 상기 2개의 성형 단계 사이에는 바람직하게는 실질적으로 90°와 동일한 성형 각도만큼 지그(214)를 회전시키는 추가의 단계가 포함된다. 즉, 바람직하게는, 2개의 성형 단계는 서로 직교하는 두 개의 절단면상에서 수행된다. 또한, 방법은 우선적으로 제1 성형 단계를 수행하고, 이어서 상기 샤프닝 회전 각도(α)(예를 들어, α=40°)로 지그(214)를 회전시켜 샤프닝 단계를 수행한 후, 지그(214)를 다시 90°-α와 동일한 각도(해당 예에서는 50°)로 회전시키고, 제2 성형 단계를 수행할 수 있으며, 여기에서 상기 제1 성형 단계로부터 제2 성형 단계까지, 지그(214)는 90°만큼 회전한다.
이러한 작동 모드는 전기-침식 기계(200) 내의 공작물의 단일 배치로, 수술용 절단 기기(예를 들어, 수술용 가위 또는 바늘-드라이버/가위)의 관절형 엔드-이펙터의 상호 조립될 링크의 어셈블리를 생산하는데 유리할 수 있으며, 여기에서 링크 어셈블리의 링크 중 적어도 하나는 절단 에지(34)를 가지며, 이는 예를 들어 블레이드 링크(30)이고/이거나 블레이드 부분(14)을 포함하는 팁 링크(10)이다.
전술한 내용을 고려하여, 와이어 전기-침식으로 수술용 절단 기구(1)를 위한 관절형 엔드-이펙터(9)의 복수의 링크를 제조하는 방법이 아래에 설명된다.
상기 관절형 엔드-이펙터(9)는 바람직하게는 작동 힘줄에 의해 작동된다. 상기 관절형 엔드-이펙터(9)는 전술한 구현예 중 어느 하나에 따른 관절형 엔드-이펙터일 수 있다.
일반적인 일 구현예에 따르면, 와이어 전기-침식으로 관절형 엔드-이펙터(9)의 복수의 링크를 제조하는 방법은 다음의 단계를 포함한다.
이러한 방법은 절단 와이어(202) 및 절단 와이어의 길이방향 연장부를 가로지르는 회전축(F-F)을 중심으로 절단 와이어에 대해 회전 가능한 지그(214)를 포함하는 와이어 전기-침식 기계(200)를 제공하는 단계를 포함한다.
이러한 방법은 절단 와이어(202)가 한 번에 최대 하나의 공작물(204)과 교차하도록 지그(214)와 일체로 회전하는 복수의 공작물(204, 302, 320, 350, 390)을 장착하는 단계를 포함한다. 즉, 공작물들은 절단 와이어(202)에 의해 하나씩, 즉, 개별적으로, 동시에 하나 이상의 공작물을 절단하는 것을 회피하는 이러한 배열(예를 들어, 2개의 인접한 피스 사이의 일정한 거리에서 상호 정렬되거나, 또는 곡선 상에 배열됨)로 지그 상에 장착된다. 상기 복수의 공작물은 2개의 절단면 상에 성형될 것으로 의도되고 샤프닝되지 않는 성형될 피스(302, 320, 350, 390), 및 샤프닝되고 또한 성형될 것으로 의도되는 공작물(204, 304)을 포함할 수 있다. 성형될 피스(302, 320, 350, 390)는 지그(214) 상에 장착되어, 캔틸레버식으로, 예를 들어 회전축(F-F)에 대해 평행한 방향으로 돌출되도록 장착되는 원통형일 수 있다,
이러한 방법은 수술 기구(1)의 관절형 엔드-이펙터(9)(예를 들어 관절형 커프)의 모든 링크를 제작할 수 있다. 성형될 피스(302, 320, 350, 390)은 전술한 관절형 엔드-이펙터(9)의 링크(2, 20, 50, 90), 특히 상기 연결 링크(90), 상기 지지 구조체를 포함하는 상기 지지 링크(2), 상기 제2 팁 링크(20), 상기 제1 팁(10)의 상기 블레이드 홀더 링크(50)를 형성하기 위한 구현예에 따른다.
이러한 방법은 관절형 엔드-이펙터(9)의 링크의 서브 그룹을 만들 수 있다. 성형될 피스(320, 350)는 일 구현예에 따르며, 관절형 엔드-이펙터(9)의 링크(20 및 50), 특히 상기 제2 팁 링크(20) 및 제1 팁(10)의 상기 블레이드 홀더 링크(50)를 형성하도록 의도된다.
이러한 방법은, 적어도 하나의 공작물(204)에 대해 절단 와이어(202)를 사용하여 샤프닝 관통 절단을 수행함으로써 상기 복수의 공작물 중 적어도 하나의 공작물(204)의 적어도 하나의 에지(234)를 샤프닝하는 단계, 및 공작물 중 적어도 일부, 바람직하게는 모든 공작물에 대해 절단 와이어(202)를 사용하여 한 번에 하나씩 연속적으로 성형 관통 절단을 수행함으로써 상기 복수의 공작물의 공작물 중 적어도 일부, 바람직하게는 모든 공작물에 대해 제1 절단 평면 상에서 샤프닝하는 단계를 추가로 포함한다.
제1 절단면 상에서의 샤프닝 단계와 성형 단계 사이에서, 절대값으로 90°가 아닌 샤프닝 회전 각도(α)로 지그(214)를 이의 회전축(F-F)을 중심으로 회전시키는 추가의 단계가 수행된다. 샤프닝 각도(α)에 대해, 전술한 바와 같은 하나 이상의 고려 사항이 적용될 수 있다.
이러한 방법은 상기 복수의 공작물 중 상기 적어도 일부 공작물에 대해 절단 와이어(202)를 사용하여 한 번에 하나씩 성형 관통 절단을 연속적으로 수행함으로써, 상기 복수의 공작물의 적어도 일부 또는 전부의 공작물을 제2 절단면 상에서 재성형하는 추가의 단계를 추가로 포함한다.
제1 절단면 상에서의 성형 단계와 제2 절단면 상에서의 성형 단계 사이에는, 실질적으로 90°와 동일한 회전 각도만큼 이의 회전축(F-F)을 중심으로 지그(214)를 회전시키는 단계가 포함된다. 전술한 바와 같이, 샤프닝 단계, 제1 절단 평면 상에서의 성형 단계 및 제2 절단 평면 상에서의 성형 단계의 임의로 선택될 수 있는 순서에 따르는, 실질적으로 90°와 동일한 회전 각도에 의한 이러한 회전 단계는 2개의 모멘트로 작동가능하게 수행될 수 있으며, 여기에서 2개의 실행 모멘트 중 하나는 샤프닝 회전 각도(α)만큼 회전축(F-F)을 중심으로 지그(214)를 회전시키는 단계에 해당한다.
가공될 상기 복수의 피스의 공작물의 지그에 대한 배열은, 바람직하게는 절단 와이어(202)가 각각의 단계(샤프닝, 제1 성형, 제2 성형)에서 한 번에 최대 하나의 공작물과 교차하는 조건을 만족시켜야 한다. 예를 들어, 공작물 중 하나만이 샤프닝 단계를 거쳐야 하는 경우, 이러한 공작물(204)은 복수의 공작물의 공작물이 배열되는 열의 가장자리에 배치될 수 있다.
지그(214)의 하우징 부분(217), 즉 고정 부분(215)에 대해 회전 가능한 지그의 부분은, 바람직하게는 해당 실시예에서 서로 일체로 회전하는 복수의 하우징 시트(241)를 포함한다. 바람직하게는, 하우징 시트(241)는 서로에 대해 정렬된다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 성형된 피스 및 샤프닝된 피스는 함께 조립된다. 따라서, 방법은 수득된 피스를 함께 조립하는 단계를 포함할 수 있다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 성형 단계 및/또는 재성형 단계는 2개의 공작물을 상이하게 성형하는 단계를 포함한다. 가능한 일 작동 모드에 따르면, 성형 단계는 성형된 피스의 일 부분이 또 다른 성형된 피스의 일 부분에 대해 상보적이 되도록 2개의 공작물을 성형하는 단계를 포함한다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 회전 단계는 회전 지지 테이블을 제공하는 단계 및 상기 회전 지지 테이블을 회전시키는 단계를 포함한다. 회전 지지 테이블은 바람직하게는 적어도 하나의 공작물, 및 바람직하게는 모든 공작물과 일체화된다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 방법은 상기 복수의 적어도 일부 공작물을 원통형 재료 형상으로 제공하는 단계에 의해 수행되며, 여기에서, 예를 들어 상기 성형될 피스(302, 320, 350, 390)는 캔틸레버식으로 돌출되도록 지그(214) 상에 장착되고, 여기에서 성형 및 재성형 단계는 상기 원통 상에 90° 에지를 생성한다. 즉, 성형 및 재성형 단계는 원통의 만곡된 측면으로부터 재료를 제거하여 직교하는 면을 생성한다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 방법은 관절형 엔드-이펙터의 3개의 링크가 함께 조립되도록 하고, 여기에서 적어도 하나의 링크는 절단 에지(34)을 포함하는 링크이고, 지그(214)의 하우징 부분(217)은 서로 일체로 회전하는 3개의 하우징 시트(241)를 포함한다. 예를 들어, 상기 3개의 링크는 다음과 같다: 상기 절단 에지(34)를 갖는 상기 블레이드 링크(30), 상기 블레이드 홀더 링크(50) 및 상기 카운터-블레이드 표면(24)을 포함하는 상기 제2 팁 링크(20).
2개의 링크를 단일 공작물로부터 수득하는 것이 가능하며, 이러한 경우 방법은 함께 조립될 관절형 엔드-이펙터(9)의 복수의 링크를 만들 수 있으며, 여기에서 적어도 하나의 링크는 절단 에지(34)을 포함하는 링크이고, 지그(214)의 하우징 부분(217)은 서로 일체로 회전하는 적어도 2개의 하우징 시트(241)를 포함한다. 예를 들어, 블레이드 홀더 링크(50) 및 제2 팁 링크(20)는 동일한 공작물로부터 제조될 수 있다.
가능한 일 작동 모드에 따르면, 방법은 관절형 엔드-이펙터의 5개의 링크가 함께 조립되도록 하고, 여기에서 적어도 하나의 링크는 절단 에지(34)을 포함하는 링크이고, 지그(214)의 하우징 부분(217)은 서로 일체로 회전하는 5개의 하우징 시트를 포함한다. 2개의 링크를 단일 공작물로부터 수득될 때, 이러한 경우 방법은 관절형 엔드-이펙터(9)의 5개의 링크가 함께 조립되도록 하고, 여기에서 적어도 하나의 링크는 절단 에지(34)을 포함하는 링크이고, 지그(214)의 하우징 부분(217)은 서로 일체로 회전하는 적어도 2개의 하우징 시트(241)를 포함한다.
일 작동 모드에 따르면, 절단 에지(34)을 갖는 링크를 만들기 위한 적어도 하나의 공작물(204)은 플레이트형 몸체를 가지며, 이는 예를 들어 탄성 스트립이고, 다른 링크를 만들기 위한 공작물은 스쿼트 몸체를 가지며, 예를 들어 원형 기반 원통이다.
바람직하게는, 적어도 하나의 공작물(204)은 샤프닝 단계 및 1회의 성형 단계에 의해 가공되고 다른 공작물(302, 320, 350, 390)은 샤프닝 단계에 의해 가공되지 않으며, 이에 따라, 각각의 공작물은 하나의 절단과 다른 절단 사이에서 피스를 분리하지 않고 2개의 상이한 절단 평면 상에서 2개의 관통 절단으로 가공되며, 여기에서 적어도 하나의 피스(204)에 대한 적어도 샤프닝 절단은 전체적으로 수행된 2개의 성형 절단과 다른 경사를 가질 수 있기 때문에 관통 절단은 모든 피스에 대해 동일하지 않게 된다.
일반적인 일 구현예에 따르면, 반제품(250)은 시트형 몸체, 즉, 하나 이상의 파단가능한 연결 브리지(231)에 의해 서로 연결된 복수의 성형된 블레이드를 갖는 단일 피스의 플레이트형 몸체를 포함하는 것으로 제공된다.
반제품(250)은 전술한 구현예 중 어느 하나를 참조하여 설명된 특징부 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
반제품(250)은 표면 처리부(228)를 포함할 수 있거나, 표면 처리(228)를 거치도록 의도될 수 있다.
일반적인 일 구현예에 따르면, 전기-침식 기계(200)에는 고정구(214) 또는 지그(214)가 제공된다.
상기 고정구(214) 또는 지그(214)는 고정구(214)를 전기-침식 기계(200)에 장착하기 위한 고정 부분(215) 및 적어도 하나의 공작물(204)을 수용하기 위한 하우징 부분(217)을 포함하며, 여기서 하우징 부분(217)은 회전축(F-F)을 중심으로 고정 부분(215)에 대해 회전 가능하다.
바람직하게는, 고정구(214)는 고정 부분(215)에 대해 하우징 부분(217)을 회전시키는 모터(218)를 추가로 포함한다.
고정구(214) 또는 지그(214)는 전술한 구현예 중 어느 하나를 참조하여 설명된 특징부 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 고정구(214)의 하우징 부분(217)은 복수의 공작물을 수용하기 위한 복수의 시트를 포함하며, 여기에서 상기 복수의 공작물을 위한 시트는 2개의 직교 라인이 한 번에 하나의 공작물과 교차하도록 배열된다. 즉, 시트는 지그(214) 상에 공작물을 장착할 때, 전기-침식 기계(200)의 절단 와이어(202)가 2개의 직교 절단면 상에서 상기 공작물 중 단지 하나만을 절단하도록 배치된다. 바람직하게는, 상기 복수의 공작물에 대한 시트는 서로 직교하는 2개의 선과 샤프닝 각도(α)만큼 기울어진 제3 선이 한 번에 하나의 공작물만을 교차하도록 배열된다. 예를 들어, 시트는 고정구(214)에 대해 소정의 상대적 거리에서 서로에 대해 정렬되도록 배치된다.
도 70a-c에 개략적으로 도시된 바와 같은 구현예에 따르면, 지그(214)는 기계(200)에 대한 고정 부분(215)에 대하여 개별적으로 또는 공동으로 회전 가능한 2개의 하우징 부분(217, 270)을 포함하고, 여기에서 제1 하우징 부분(217)은 상기 공작물(204)를 수용하여 샤프닝 절단 및 이에 대한 성형 절단을 수행하고, 제2 하우징 부분(270)은 상기 제1 하우징 부분(217) 및 하나 이상의 추가 공작물(302, 320, 350) 둘 모두 수용하여 이에 대해 2개의 직교 성형 절단을 수행한다. 바람직하게는, 제1 하우징 부분(217)은 제2 하우징 부분(270)에 장착되며, 이에 따라 상기 제2 하우징 부분에 대하여 회전축(F-F)을 중심으로 회전할 수 있다. 제1 하우징 부분(217) 및 제2 하우징 부분(270)의 회전을 얻기 위한 단일 모터(218)가 포함될 수 있다.
특정 작동 모드뿐만 아니라 특정 구현예에서 개별적으로 또는 조합되어 제공된 전술한 특징부에 의해, 전술한 요구 사항 뿐만 아니라 이와 상충되는 요구 사항을 충족시킬 수 있으며, 전술한 이점을 얻는 것이 가능하다. 이러한 요구 사항의 충족 및 이점은 특히, 다음과 같다:
- 개방/폐쇄 자유도는 절단 작동을 수행할 수 있음;
- 공지된 솔루션과 비교하여 수술 기구의 관절형 엔드-이펙터의 극도의 소형화가 허용됨;
- 탄성 와셔 및 조정 나사를 제공할 필요가 없을 뿐만 아니라, 부착 루트 수준에서 탭핑 또는 스레딩 가공의 필요 없이 지지 구조체의 갈래 사이에 링크의 루트를 적층할 수 있으며, 이에 따라 관절형 엔드-이펙터의 극도의 소형화가 허용됨;
- 특히, 관절 핀(5)에는 스레딩이 없음;
- 각각의 링크의 루트의 관통 홀의 홀 에지 표면이 탭핑되지 않거나, 즉, 내부적으로 스레딩되지 않으며, 지지 구조체의 갈래를 통한 갈래의 관통 홀의 내부 표면 또한 탭핑되지 않거나, 즉, 내부적으로 스레딩되지 않음;
- 관절 핀 상에 피팅되는 "벨빌 와셔" 유형과 같은 탄성 요소가 없음;
- 루트는 지지 포크의 갈래 사이에 팩으로 단단히 적층된 실린더일 수 있음;
- 팁의 몸체 및 근위 부착 루트 외부의 절단 작동 즉, 자유 단부 방향으로 핀으로부터 멀어지는, 특히 제1 팁의 블레이드 부분, 및 필요한 경우, 제2 팁의 카운터 블레이드의 절단 작동에 필요한 탄성을 제공할 수 있으며, 이에 따라 정밀한 절단 작동을 수행할 수 있는 동시에 극도로 소형화된 관절형 엔드-이펙터를 생성할 수 있음;
- 특히, 개방/폐쇄 자유도의 상대적으로 높은 개방 각도에 대해, 블레이드는 자유롭고, 즉, 탄성적으로 변형되지 않으며, 이러한 구성에서 바람직하게는 직선임;
- 개방/폐쇄 자유도의 개방 각도가 폐쇄되면 블레이드는 탄성적으로 굽혀져 카운터 블레이드를 탄성적으로 밀어냄;
- 절단 작동에 필요한 탄성이 루트에 대해 원위로 집중되기 때문에, 블레이드 또는 카운터-블레이드의 상대적으로 높은 축 방향 굽힘을 수용하는 변형 시트가 제공될 수 있음;
- 갈래 사이에 팩으로 적층된 루트는 블레이드의 탄성 굽힘 변형에 대한 반응을 제공하여, 관절 핀의 축 방향 슬라이딩을 방지하고, 이에 따라 절단 에지의 정확하고 효과적인 절단 작동을 허용함;
- 탄성적으로 굽혀질 수 있는 카운터-블레이드의 제공은 높은 개방 각도에서도 정밀한 절단 작동이 가능한 수술용 가위 유형의 수술 기구를 만들 수 있게 함, 즉, 절단 에지는 실질적으로 루트 수준에 근접하는, 즉, 관절 핀에 근접하는 근위에서도 카운터-블레이드를 밀어낼 수 있음;
- 갈래 사이에 팩으로 적층된 루트는 탄성적으로 굽혀질 수 있는 카운터-블레이드가 포함된 경우에도 탄성 굽힘 변형에 대한 반응을 제공함;
- 블레이드 링크 및 카운터-블레이드 링크는, 존재하는 경우, 제1 팁 링크 및 제2 팁 링크에 의해 회전하여 드래깅되며, 따라서 블레이드 홀더 링크 및 반응 링크로서 기능함;
- 루트 수준, 즉 공통 회전 축에 근접한 작은 회전 움직임은 상대적으로 큰 절단 부정확성을 야기하므로, 이에 대하여 관절 핀과 접촉하는 모든 동축 및 수용 루트에 대한 관통 홀의 제공은 루트 사이의 원치 않는 상대적 회전을 방지할 수 있고, 카운터-블레이드 부분에 대한 절단 에지의 위치설정 확실성을 제공하며, 이에 따라 관절 엔드-이펙터의 극도의 소형화를 허용함;
- 또한, 블레이드 링크의 홀은 이의 근위 에지와 함께 절단 작동 동안 블레이드와 카운터-블레이드 사이의 마찰력에 대한 반응을 핀에 가하여 정확한 절단 작동의 수행을 도움;
- 블레이드 링크의 절단 에지는 직선형으로, 즉 오목부 없이 제조될 수 있으며, 이는 예를 들어 단일 밴드 또는 스트립으로부터 시작하는 일련의 생산을 용이하게 함;
- 블레이드 링크와 카운터-블레이드 링크의 일체형 회전은, 존재하는 경우, 외과 의사의 손의 방향을 재현할 수 있도록, 따라서 현저한 직관성뿐만 아니라 예를 들어, 현미경으로 보다 쉽게 시각화될 수 있도록, 자유 단부와 함께 요 자유도의 다양한 배향으로 절단 작동을 수행할 수 있게 함;
관절 핀으로부터 멀리 떨어져 있고 이에 대해 원위에 있는 폐쇄 스트로크 단부의 접합부의 제공은 폐쇄에 있어서 높은 정밀도를 허용하는 동시에 이는 지지 포크의 근위 영역을 차지하지 않아 극도의 소형화에 바람직함;
- 힘줄의 종결 시트 및 각각의 링크를 갖는 단일 피스로 만들어진 괘선 풀리 표면은 피스 수를 적게 하고 관절형 엔드-이펙터를 컴팩트하게 유지하는 데 도움이 되며, 이는 소형화에 바람직함;
- 바늘 드라이버/가위 유형의 수술 기구의 경우, 팁 링크 사이에 블레이드를 개재시키면, 예를 들어 손상 없이 팁 링크를 중심으로 봉합사를 래핑하기 위해, 폐쇄된 엔드-이펙터로 이를 은폐시킬 수 있음;
- 제1 팁 및/또는 제2 팁의 두 링크 사이에 회전하는 단일 드래그 체결 부분의 제공은, 존재하는 경우, 드래그 간극을 최소화할 수 있게 하며, 이는 소형화에 바람직함;
- 축 방향으로 강성인 회전 조인트가 제공되며, 여기에서 절단 작동은 회전 조인트를 형성하는 요소에 의해 수행됨;
- 공통 회전축(Y-Y)을 정의하는 회전 조인트는 힌지가 될 수 있음;
- 반응 링크는 별도의 카운터-블레이드 링크(40)가 포함된 카운터-블레이드 홀더 링크(60)일 수도 있거나, 상기 카운터-블레이드 부분(24)을 단일 피스로 갖는 제2 팁 링크(20)일 수 있음;
- 제1 팁(10)은 힘줄이 슬라이딩하지 않고 권취되는 볼록한 괘선 표면이 구비된 부착 루트를 갖는 블레이드-홀더 링크(50)를 포함할 수 있음;
- 블레이드 홀더 링크는 파지면을 포함할 수 있음;
- 적어도 블레이드 부분이 와이어 전기-침식(WEDM)에 의해 만들어지는 경우, 와이어 전기-침식에 의한 관통 절단에 의해 만들어진 벽의 우수한 표면 마감을 얻을 수 있으며 이는 제조 공정의 제품의 소형화에 바람직한 동시에, 동일한 공작물의 성형 및 샤프닝을 위해 2개의 비직교 절단이 이루어지므로 공작물의 위치를 변경할 필요가 없게 되어 마감 작업의 효율을 증가시킴;
- 적어도 블레이드 부분이 와이어 전기-침식(WEDM)에 의해 만들어지는 경우, "노 백 베벨" 유형의 샤프닝이 허용됨, 즉 단일 샤프닝 절단 경로를 따라 절단 에지가 한번 이상 통과하는 하나 이상 통과하는 "치즐 에지"가 허용됨;
- 적어도 블레이드 부분이 와이어 전기-침식(WEDM)에 의해 만들어지는 경우, 탄성 블레이드를 만들 수 있음;
- 적어도 블레이드 부분이 와이어 전기-침식(WEDM)에 의해 만들어지는 경우, 단일 연속 절단 작동으로 단일 공작물로부터, 복수의 블레이드, 예를 들어 복수의 블레이드를 생산할 수 있음;
- 적어도 블레이드 부분이 와이어 전기-침식(WEDM)에 의해 만들어지는 경우, 샤프닝 단계로부터 성형 단계까지, 또는 그 반대의 경우, 고정구의 회전 각도는 90°와 상이함;
- 적어도 블레이드 부분이 와이어 전기-침식(WEDM)에 의해 만들어지고, 2개의 성형 단계가 포함되는 경우, 성형 단계로부터 재성형 단계까지의 고정구의 회전 각도는 실질적으로 90°임;
- 적어도 블레이드 부분이 와이어 전기-침식(WEDM)에 의해 만들어지는 경우, 성형 단계는 재료 브리지를 그대로 두고, 반제품(250)을 만드는 단계를 포함할 수 있음;
- 적어도 블레이드 부분이 와이어 전기-침식(WEDM)에 의해 만들어지는 경우, 샤프닝 단계를 수행한 후 반제품(250)에 대해, 및/또는 샤프닝 단계를 수행하기 전 공작물(204)에 대해 코팅 단계가 수행될 수 있음;
- 적어도 블레이드 부분이 와이어 전기-침식(WEDM)에 의해 만들어지는 경우, 성형 단계는 블레이드를 공작물로부터 분리하는 단계를 포함할 수 있음.
첨부된 청구범위 중 하나 이상에 개시된 특징부, 구조 또는 기능의 조합이 본 명세서의 통합된 부분을 형성한다는 것이 잘 이해될 것이다.
특정 우발적인 요구를 충족시키기 위해, 당업자는 첨부된 청구범위의 범위를 벗어나지 않으면서 위에 설명된 구현예에 대해 여러 가지 변경 및 적용을 가할 수 있으며, 해당 요소를 기능적으로 동등한 다른 요소로 대체할 수 있다.
참조 번호의 목록
1
수술 기구
2
지지 링크
3
제1 지지 구조체 갈래
4
제2 지지 구조체 갈래
5
피봇 핀 또는 관절 핀
6
지지 링크 작동 힘줄의 제3 쌍을 위한 종결 시트, 또는 제 지지 링크 종결 시트.
7
수술 기구 샤프트 또는 로드
8
원위 샤프트 또는 로드 단부
9
관절형 엔드-이펙터, 또는 관절형 단부 장치, 또는 힌지형 엔드-이펙터 또는 힌지형 단부 장치
10
제1 팁
11
제1 팁의 제1 근위 부착 루트, 또는 제1 팁 부착 루트
12
제1 팁의 제1 원위 자유 단부, 또는 제1 팁의 자유 단부
13
제1 팁의 제1 파지면, 또는 제1 팁 파지면
14
제1 팁 블레이드 부분
15
제1 팁의 제1 종결 시트
16
제1 팁의 제1 루트의 제1 관통 홀
18
축 방향 내측을 향하는 제1 팁 표면
19
방사형 절단 채널
20
제2 팁
21
제2 팁의 제2 근위 부착 루트, 또는 제2 팁 부착 루트
22
제2 팁의 제2 원위 자유 단부, 또는 제2 팁의 자유 단부
23
제2 팁 연결 스템
24
제2 팁 카운터-블레이드 부분
25
제2 팁의 제2 종결 시트
26
제2 팁의 제2 루트의 제2 관통 홀
27
제2 팁 인터페이스 절단 부분
27.0
절단 인터페이스 부분의 근위 자유 단부
27.1
절단 인터페이스 부분의 제1 근위 아암
27.2
절단 인터페이스 부분의 제2 원위 아암
28
제2 팁의 축 방향 변형 시트 또는 카운터 블레이드의 축 방향 변형 시트
29
방사형 절단 채널
30
블레이드 링크
31
블레이드 링크의 근위 부착 루트, 또는 블레이드 링크 루트
32
원위 블레이드 링크 단부
33
횡방향 블레이드 링크 브리지
34
블레이드 부분 절단 에지
35
축 방향 내측을 향하는 블레이드 부분 표면
36
블레이드 링크의 관통 홀의 홀 에지
37
블레이드 링크 드래그 체결 부분
37.0
블레이드 링크 드래그 시트 유입 개구부
37.1
블레이드 링크 폐쇄 드래그 표면
37.2
블레이드 링크 개방 드래그 표면
37.3
블레이드 링크 개방 드래그 레그
37.4
캔틸레버 블레이드 링크 이어(ear)
38
블레이드 링크 루트의 홀 에지의 아크 표면
39
블레이드 링크 루트 절단 채널
40
카운터-블레이드 링크
41
카운터-블레이드 링크의 근위 부착 루트, 또는 카운터-블레이드 링크 루트
42
원위 카운터-블레이드 링크 단부
43
카운터-블레이드 홀더 링크 오목부의 축 방향 내측을 향하는 표면
44
블레이드 홀더 링크의 블레이드를 위한 축 방향 변형 시스
45
축 방향 카운터-블레이드 링크 오목부
46
카운터-블레이드 링크 지지 표면
47
제2 팁 링크 드래그 시트
47.0
카운터-블레이드 링크 드래그 이어
47.1
카운터-블레이드 링크 폐쇄 드래그 표면
47.2
카운터-블레이드 링크 개방 드래그 표면
48
스레드-중단 벽
48.1
스레드-중단 벽 오목부
49
카운터-블레이드 링크의 방사형 절단 채널
50
블레이드 홀더 링크
51
블레이드 홀더 링크의 근위 부착 루트, 또는 블레이드 홀더 링크 루트
52
원위 블레이드 홀더 링크 단부
54
제1 팁 폐쇄 스트로크 단부 표면
55
제1 팁 몸체 연결 부분, 또는 제1 연결 부분
57
블레이드 홀더 링크 드래그 체결 부분
57.0
블레이드 홀더 링크 드래그 치형부
57.1
블레이드 홀더 링크 폐쇄 드래그 표면
57.2
블레이드 홀더 링크 개방 드래그 표면
58
블레이드 홀더 링크의 축 방향 내측을 향하는 표면
60
카운터-블레이드 홀더 링크
61
카운터-블레이드 홀더 링크의 근위 부착 루트
63
제2 팁 파지면, 또는 제2 파지면
64
카운터-블레이드 절단 에지
65
제2 팁 몸체 연결 부분, 또는 제2 연결 부분
66
노치
67
카운터-블레이드 홀더 링크 드래그 시트
67.1
카운터-블레이드 홀더 링크 폐쇄 드래그 표면
67.2
카운터-블레이드 홀더 링크 개방 드래그 표면
68
봉합사
69
탄성 레그
70
힘줄 종결부
71
제1 팁 개방 작동 힘줄
72
제1 팁 폐쇄 작동 힘줄
73
제2 팁 개방 작동 힘줄
74
제2 팁 폐쇄 작동 힘줄
75
지지 링크 작동 힘줄
76
지지 링크 작동 카운터-힘줄
77
제1 팁의 제1 종결 시트의 캔틸레버 드래그 레그
77.1
레그의 자유 단부
78
제2 팁의 제2 종결 시트의 캔틸레버 드래그 레그
78.1
레그의 자유 단부
79
제1 팁의 괘선 풀리 표면
80
제2 팁의 괘선 풀리 표면
81
제1 루트의 제1 외부 접촉 표면, 또는 제1 루트의 외부 접촉 표면
82
제2 루트의 제2 외부 접촉 표면, 또는 제2 루트의 외부 접촉 표면
83
제1 루트의 제1 내부 접촉 표면, 또는 제1 루트의 내부 접촉 표면
84
제2 루트의 제2 내부 접촉 표면, 또는 제2 루트의 내부 접촉 표면
85
블레이드 링크 접촉 표면
86
블레이드 홀더 링크 접촉 표면
87
제1 갈래의 내부 접촉 카운터-표면, 또는 제1 갈래의 제1 내부 접촉 카운터-표면
88
제2 갈래의 내부 접촉 카운터-표면, 또는 제2 갈래의 제2 내부 접촉 카운터-표면
89.1
카운터-블레이드 링크 접촉 표면
89.2
카운터-블레이드 홀더 링크 접촉 표면
90
연결 링크
91
연결 링크의 제1 갈래
92
연결 링크의 제2 갈래
93
근위 관절 핀
94
고정 장치
96
지지 링크의 볼록한 괘선 표면
97
연결 링크의 볼록한 괘선 표면
98
지지 링크의 볼록한 괘선 표면
99
연결 링크의 볼록한 괘선 표면
101
로봇 수술 시스템
102
근위 샤프트 단부
103
로봇 매니퓰레이터
104
수술 기구의 근위 인터페이스 부분, 또는 수술 기구 후단부 부분
105
위치설정 아암
106
지지 부분, 또는 카드, 또는 타워
107
마스터 콘솔
108
마스터 제어 장치
200
와이어 전기-침식 기계
202
절단 와이어
204
블레이드 부분을 형성할 공작물
205
플랩
206
전기-침식 기계의 하부 헤드
207
전기-침식 기계의 상부 헤드
208
전기-침식 기계 탱크
209
전기-침식 기계 릴
210
공작물 두께
211
도관
212
펌프
213
노즐
214
지그 또는 고정구
215
지그 고정 부분
216
전기-침식 기계 브래킷
217
지그 수용을 위한 제1 회전식 부분
218
지그 또는 고정 모터
219
나사
220
지그 스트로크 단부
221
교정된 지그 표면
222
교정된 지그 표면
223
공작물 절단 벽
224
공작물 후방면
225
공작물 전방면
228
표면 처리, 예를 들어, 코팅 및/또는 열처리
229
캘리브레이션 기준 지점
230
절단 궤적 또는 경로 형성
231
연결 브리지
232
절단 궤적 또는 경로 형성의 시작 지점
233
절단 궤적 또는 경로 형성의 종료 지점
234
가공될 에지
235
샤프닝 절단 궤적 또는 경로의 시작 지점
236
샤프닝 절단 궤적 또는 경로의 종료 지점
238
외부 절단 프로파일 섹션
239
절단 프로파일 노치
240
샤프닝 절단 궤적 또는 경로
241
지그 하우징 부분의 길이방향 슬롯
242
제어 시스템
243
보울
250
반제품
260
프레스
264
프레스 해머
262
프레스 앤빌
270
지그 수용을 위한 제2 회전식 부분
302
지지 구조체를 형성할 성형될 피스(예를 들어, 연결 링크)
304
제2 공작물
320
제2 팁 링크를 형성할 성형될 피스
350
블레이드 홀더 링크를 형성할 성형될 피스
390
연결 링크를 형성할 성형될 피스
502
원위 회전 조인트
509
근위 회전 조인트
α
샤프닝 회전 각도
β
샤프닝 에지의 예각
X-X
길이방향 샤프트 또는 로드 축
Y-Y
공통 회전축, 또는 공통 원위 회전축 또는 공통 요 회전축
P-P
공통 근위 회전축, 또는 공통 피치 회전축
F-F
지그 회전축
W
절단 와이어 공급 방향 또는 절단 방향
Y
요 자유도
P
피치 자유도
G
절단의 개방/폐쇄 방향, 또는 절단 자유도
R
롤 자유도
POC
블레이드와 카운터-블레이드 사이의 적어도 하나의 접점
D1
제1 팁 후면
P1
제1 팁 절단면
D2
제2 팁 후면
P2
제2 팁 절단면
Y5
축 방향 거리
Y5'
축 방향 거리
Y8
축 방향 거리
Claims (16)
- 관절형 엔드-이펙터(9)를 포함하는 로봇 수술 시스템(101)을 위한 수술 기구(1)로서:
- 지지 구조체;
- 제1 근위 부착 루트(11) 및 제1 원위 자유 단부(12)를 포함하는 제1 팁(10);
- 제2 근위 부착 루트(21) 및 제2 원위 자유 단부(22)를 포함하는 제2 팁(20)을 포함하고;
여기에서:
- 상기 지지 구조체, 상기 제1 팁(10) 및 상기 제2 팁(20)은 공통 회전 축(Y-Y)에서 서로에 대해 관절화되되, 상기 공통 회전축(Y-Y)은 상기 공통 회전축(Y-Y)과 일치 또는 평행한 축 방향을 정의하고, 상기 제1 팁(10)과 상기 제2 팁(20) 사이의 상대적인 개방/폐쇄 자유도(G)를 정의하고;
- 상기 제1 팁(10)의 제1 루트(11) 및 상기 제2 팁(20)의 제2 루트(21)는 상기 지지 구조체에 대해 축 방향으로 옆에 있으며;
여기에서:
- 상기 제1 팁(10)은 상기 제1자유 단부(12)와 일체로 회전하는 절단 에지(34)를 갖는 블레이드 부분(14)을 포함하고;
- 상기 제1 팁(10)의 상기 블레이드 부분(14)은 축 방향으로 탄성적으로 굽혀질 수 있고;
- 상기 제2 팁(20)은 상기 제2 자유 단부(22)와 일체로 회전하는 카운터-블레이드 부분(24)을 포함하고;
- 상기 카운터 블레이드 부분(24)은, 상기 제1 팁(10)의 상기 절단 에지(34) 및 상기 제2 팁(20)의 상기 카운터-블레이드 부분(24)이 절단 작동을 수행하기 위해 기계적 간섭 접촉 조건에 도달하도록, 상기 제1 팁(10)의 상기 블레이드 부분(14)을 축 방향으로 탄성적으로 굽힘으로써 상기 절단 에지(34)에 접하도록 적용되고;
- 상기 제1 팁(10)의 제1 루트(11)는 상기 지지 구조체과 직접적이고 밀접하게 접촉하고, 상기 제2 팁(20)의 제2 루트(21)는 상기 지지 구조체와 직접적으로 밀접하게 접촉하는, 수술 기구(1). - 제1항에 있어서, 제1 팁(10)의 제1 루트(11) 및 제2 팁(20)의 제2 루트(21)는, 지지 구조체와 상기 제1 팁(10) 및 상기 제2 팁(20)에 의해 형성된 어셈블리 사이의 배향(Y)의 자유도를 정의하는 상기 공통 회전축(Y-Y)을 중심으로 지지 구조체에 대해 관절화되는, 수술 기구(1).
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 루트(11) 및 상기 제2 루트(12)는 지지 구조체 사이에 공동으로 개재되고/되거나;
여기에서:
- 제1 팁(10)의 상기 제1 루트(11)는 제1 축 방향 외부 접촉 표면(81)을 포함하고, 상기 지지 구조체는 제1 축 방향 내부 접촉 카운터-표면(87)을 포함하는 제1 갈래(3)를 포함하고,
- 제2 팁(20)의 상기 제2 루트(21)는 제2 축 방향 외부 접촉 표면(82)을 포함하고, 상기 지지 구조체는 제2 축 방향 내부 접촉 카운터-표면(88)을 포함하는 제2 갈래(4)를 포함하며,
- 제1 루트(11)의 상기 제1 외부 접촉 표면(81), 상기 제1 갈래(3)의 상기 제1 내부 카운터-표면(87), 제2 루트(21)의 상기 제2 외부 접촉 표면(82), 및 상기 제2 갈래(4)의 상기 제2 내부 접촉 카운터-표면(88)은 모두 서로에 대해 평행한, 수술 기구(1). - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 팁(20)의 상기 카운터-블레이드 부분(24)은 제1 팁(10)을 굽히기 위해 축 방향으로 돌출되며, 상기 카운터-블레이드 부분(24)은 바람직하게는 축 방향으로 내측을 향하는 오목부를 갖는 만곡형 돌출 표면인, 수술 기구(1).
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 팁(20)의 카운터-블레이드 부분(24)의 몸체는 축 방향으로, 바람직하게는 축 방향 외측으로 탄성적으로 굽혀질 수 있는, 수술기구(1).
- 제5항에 있어서, 제2 팁(20)의 몸체는 축 방향 외측으로 탄성적으로 변형 가능하고 근위 자유 단부(27.0)를 갖는 근위 캔틸레버 아암(27.1)을 포함하고, 카운터-블레이드 부분(24)의 근위 부분은 상기 근위 캔틸레버 아암(27.1)에 속하며; 여기에서 바람직하게는, 수술 기구(1)는 최대 60°의 개방/폐쇄 자유도의 개방 각도에 대해 절단 작동을 수행할 수 있는, 수술 기구(1).
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 팁(10) 및 제2 팁(20) 중 적어도 하나는 절단 작동 동안 블레이드 부분(14) 또는 카운터-블레이드 부분(24)의 탄성 변형을 수용하기 위한 축 방향 오목부를 형성하는 축 방향 변형 시트(28, 44)를 포함하는, 수술 기구(1).
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
- 제1 팁(10)의 상기 제1 루트(11)은 제1 관통 홀(16)을 포함하고, 제2 팁(20)의 상기 제2 루트(21)는 제2 관통 홀(26)을 포함하고,
- 제1 루트(11)의 상기 제1 관통 홀(16) 및 제2 루트(21)의 상기 제2 관통 홀(26)은 모두 상기 공통 회전축(Y-Y)에 동축인 원형 관통 홀이며, 공통 회전축(Y-Y)의 방향으로 연장되는 단일 관절 핀(5)을 수용하는, 수술 기구(1). - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 팁(10)의 몸체는 2개의 개별 피스로 형성되며, 이는:
- 상기 절단 에지(34) 및 블레이드 링크 루트(31)를 갖는 상기 블레이드 부분(14)을 단일 피스로 포함하는 본체를 갖는 블레이드 링크(30), 및
- 블레이드 홀더 링크 루크(51)을 갖는 블레이드 홀더 링크(50)를 포함하되,
상기 블레이드 링크 루트(31) 및 상기 블레이드 홀더 링크 루트(51)는 서로 인접하고 직접적이고 밀접한 접촉을 가지며, 제1 팁의 상기 제1 루트를 함께 형성하는, 수술 기구(1). - 제9항에 있어서, 상기 블레이드 링크(30)와 제1 팁(10)의 제1 루트(11)에 대해 원위로 위치되는 제1 팁(1)의 상기 블레이드 홀더 링크(50) 사이에는 회전식 드래그 체결이 제공되며, 이는 바람직하게는 블레이드 부분(14)의 길이방향 연장부를 따라 위치되는, 수술 기구(1).
- 제9항 또는 제10항에 있어서, 폐쇄 스트로크 단부가 제1 팁(10)의 제1 루트(11)에 대해 원위에 위치된 상기 블레이드 링크(30)에 대해 제공되는 수술 기구(1).
- 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블레이드 링크 루트(31)는 상기 블레이드 홀더 링크 루트(51)와 제2 팁(20)의 제2 루트(21) 사이에 축 방향으로 개재되며, 이와 직접적으로 밀접하게 접촉하는, 수술 기구(1).
- 제1항 내지 제12항중 어느 한 항에 있어서, 제1 팁(10)의 제1 루트(11)는, 상기 공통 회전축(Y-Y)을 중심으로 상기 블레이드 부분(14)과 일체로 회전하는, 제1 팁(10)의 적어도 하나의 작동 힘줄(71, 72)을 위한 제1 종결 시트(15)를 포함하고,
- 제2 팁(20)의 제2 루트(21)는, 상기 공통 회전축(Y-Y)을 중심으로 상기 카운터-블레이드 부분(24)과 일체로 회전하는, 제2 팁(20)의 적어도 하나의 작동 힘줄(73, 74)을 위한 제2 종결 시트(25)를 포함하는, 수술 기구(1). - 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 블레이드 부분(14)는 와이어 전기-침식에 의해 샤프닝되는, 수술 기구(1).
- 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따르는 적어도 하나의 수술 기구(1)를 포함하는, 로봇 수술 시스템(101).
- 회전축(Y-Y)을 갖는, 작동 힘줄에 의해 작동되는 절단 조인트의 회전 조인트(502)로서:
- 지지 구조체;
- 제1 자유 단부(12) 및 절단 에지(34)를 갖고 축 방향으로 탄성적으로 굽혀질 수 있는 몸체를 갖는 블레이드 부분(14)과 일체로 회전하는 제1 부착 루트(11),
- 제2 자유 단부(22) 및 카운터 블레이드 부분(24)과 일체로 회전하는 제2 부착 루트(21)를 포함하고;
여기에서:
- 상기 블레이드 링크(14)의 절단 에지(34)는 기계적 간섭 접촉 조건에서 상기 절단 조인트의 개방/폐쇄 자유도(G)의 이동 중 절단 작동을 가하도록, 상기 카운터-블레이드 부분(24)에 대해 접하도록 적용되고;
- 상기 제1 팁(10)의 제1 루트(11)는 상기 지지 구조체과 직접적이고 밀접하게 접촉하고, 상기 제2 팁(20)의 제2 루트(21)는 상기 지지 구조체와 직접적으로 밀접하게 접촉하는, 회전 조인트(502).
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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