RU2790785C1 - Transmission, drive and sterile assembly, surgical instrument and system and surgical robot - Google Patents
Transmission, drive and sterile assembly, surgical instrument and system and surgical robot Download PDFInfo
- Publication number
- RU2790785C1 RU2790785C1 RU2022108171A RU2022108171A RU2790785C1 RU 2790785 C1 RU2790785 C1 RU 2790785C1 RU 2022108171 A RU2022108171 A RU 2022108171A RU 2022108171 A RU2022108171 A RU 2022108171A RU 2790785 C1 RU2790785 C1 RU 2790785C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transfer
- disk
- guide surface
- transmission
- component
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится настоящее изобретениеThe field of technology to which the present invention relates
Настоящее раскрытие относится к области хирургических инструментов, а более конкретно к передаточным, приводным и стерильным узлам, хирургическому инструменту и системе, и хирургическому роботу.The present disclosure relates to the field of surgical instruments, and more specifically to transmission, drive and sterile assemblies, a surgical instrument and system, and a surgical robot.
Предшествующий уровень техники настоящего изобретенияBackground of the Invention
В последние годы, с ростом применения и развития робототехники, особенно вычислительной техники, все большее значение придается роли хирургических роботов в клинической практике. С одной стороны, малоинвазивный хирургический робот позволяет снизить физическую нагрузку на хирурга во время операции. С другой стороны, он может достичь цели точной хирургии, предлагая преимущества минимального травмирования, меньшего кровотечения, уменьшения послеоперационной инфекции и быстрого послеоперационного восстановления.In recent years, with the increasing use and development of robotics, especially computing, the role of surgical robots in clinical practice has become increasingly important. On the one hand, a minimally invasive surgical robot can reduce the physical burden on the surgeon during surgery. On the other hand, it can achieve the goal of precision surgery by offering the advantages of minimal trauma, less bleeding, reduced post-operative infection, and fast post-operative recovery.
Часто необходимо стерилизовать хирургические инструменты, используемые в хирургии. Однако, поскольку сам хирургический робот включает в себя множество компонентов (например двигатели, датчики и так далее), которые не подходят для стерилизации с использованием обычных методов, невозможно стерилизовать всего хирургического робота. Поэтому для изоляции нестерилизуемых частей от стерилизуемых хирургических инструментов обычно используют стерильные пластины в сочетании со стерильными пакетами. Однако во время операции часто необходимо часто менять хирургические инструменты. Более того, при замене хирургического инструмента каждый раз необходимо разбирать и собирать хирургический инструмент и стерильную пластину. Следовательно, желательно обеспечить простое и эффективное передающее соединение между стерильной пластиной и хирургическим инструментом.It is often necessary to sterilize surgical instruments used in surgery. However, since the surgical robot itself includes many components (such as motors, sensors, and so on) that are not suitable for sterilization using conventional methods, it is not possible to sterilize the entire surgical robot. Therefore, to isolate non-sterilizable parts from sterilizable surgical instruments, sterile plates are usually used in combination with sterile bags. However, during surgery, it is often necessary to frequently change surgical instruments. Moreover, when replacing the surgical instrument, it is necessary to disassemble and assemble the surgical instrument and the sterile plate each time. Therefore, it is desirable to provide a simple and efficient transmission connection between the sterile plate and the surgical instrument.
Заявка на патент Китая № CN106102640A относится к способу зацепления хирургического инструмента с приводом с дистанционным управлением, в котором соединение интерфейса передачи осуществляют посредством поворотной муфты между приводом каретки в манипуляторе инструмента и приводом инструмента в хирургическом инструменте. Однако такая конструкция связана со следующими недостатками: (1) Такая конструкция передает осевое усилие на привод тележки через упругий компонент, чтобы заставить привод тележки перемещаться в осевом направлении. Однако осевые перемещения привода каретки должны приводить к наличию окружного зазора по отношению к входному приводному валу, что приводит к ошибкам в хирургической точности и вредно для точной хирургии; (2) В таком решении привод каретки фрикционно соединен с соответствующим приводом инструмента. Это имеет тенденцию приводить к отказам муфты в некоторых особых положениях вращающегося диска (см. Параграф [0006] CN 106102641A); (3) для того, чтобы упругий компонент мог прикладывать осевое усилие к приводу каретки, необходимо предусмотреть неподвижные компоненты, относительные скользящие компоненты, ограничительные компоненты, точный скользящий желоб во всем устройстве, что увеличивает конструктивную сложность устройства. Кроме того, также требуется обеспечить достаточную осевую длину устройства для обеспечения устойчивости каретки, что делает устройство достаточно громоздким; (4) в таком решении различные функции аппарата могут быть реализованы только за счет сложных программ управления.Chinese Patent Application No. CN106102640A relates to a method of engaging a surgical instrument with a remote control drive, in which the transmission interface connection is made by a rotary coupling between the carriage drive in the instrument manipulator and the instrument drive in the surgical instrument. However, such a structure is associated with the following disadvantages: (1) Such a structure transmits an axial force to the bogie drive through the elastic component to cause the bogie drive to move in the axial direction. However, the axial movements of the carriage drive must lead to the presence of a circumferential clearance with respect to the input drive shaft, which leads to errors in surgical accuracy and is detrimental to precision surgery; (2) In such a solution, the carriage drive is frictionally connected to the corresponding tool drive. This tends to result in clutch failures in some specific rotating disc positions (see Paragraph [0006] CN 106102641A); (3) In order for the elastic component to apply an axial force to the carriage drive, it is necessary to provide stationary components, relative sliding components, limiting components, precise sliding chute in the whole device, which increases the structural complexity of the device. In addition, it is also required to provide a sufficient axial length of the device to ensure the stability of the carriage, which makes the device rather bulky; (4) in such a solution, the various functions of the apparatus can only be implemented through complex control programs.
В заявке на патент Китая № CN103533908A упоминается интерфейс инструмента, который приводит в действие инструмент с помощью фрикционной передачи с конической конструкцией. Эта конструкция связана со следующими недостатками: (1) интерфейс может быть зацеплен с приводным двигателем при любом положении приводного диска, что делает невозможным определение начального положения инструментального наконечника и таким образом, делает невозможным получение системой робота информации об абсолютном положении терминала инструмента, что вредно для обеспечения безопасности во время операции; (2) фрикционная передача связана с риском проскальзывания. Как только произойдет проскальзывание, возникнет ошибка точности, которая может отрицательно сказаться на хирургических операциях.Chinese Patent Application No. CN103533908A mentions a tool interface that drives a tool with a conical structure friction gear. This design is associated with the following disadvantages: (1) The interface can be engaged with the driving motor at any position of the driving disk, which makes it impossible to determine the initial position of the tool tip, and thus makes it impossible for the robot system to obtain information about the absolute position of the tool terminal, which is detrimental to ensuring safety during the operation; (2) frictional transmission is associated with the risk of slippage. As soon as slippage occurs, an accuracy error will occur, which can adversely affect surgical operations.
Краткое раскрытие настоящего изобретенияBrief summary of the present invention
Целью настоящего раскрытия является представление передаточных, приводных и стерильных узлов, хирургического инструмента, системы хирургических инструментов и хирургического робота, который обеспечивает быстрое и прочное зацепление между хирургическим инструментом и стерильной пластиной и позволяет избежать возникновения отказа соединения и повысить безопасность хирургического робота.The purpose of this disclosure is to present transmission, drive and sterile assemblies, a surgical instrument, a surgical instrument system, and a surgical robot that provides fast and strong engagement between the surgical instrument and the sterile plate and avoids connection failure and improves the safety of the surgical robot.
Для достижения указанной выше цели в настоящем раскрытии представлен передаточный узел для хирургического инструмента, содержащего первый передаточный диск и второй передаточный диск, причем:In order to achieve the above object, the present disclosure provides a transfer assembly for a surgical instrument, comprising a first transfer disk and a second transfer disk, wherein:
первый передаточный диск имеет второй конец, а второй передаточный диск имеет третий конец, обращенный ко второму концу,the first transfer disk has a second end and the second transfer disk has a third end facing the second end,
одна из торцевой стороны второго конца и торцевой стороны третьего конца имеет образованную на ней первую направляющую поверхность, другая из торцевой стороны второго конца и торцевой стороны третьего конца снабжена вторым зацепляющим компонентом, причем по меньшей мере один первый зацепляющий компонент предоставлен на первой направляющей поверхности, а второй зацепляющий компонент выполнен с возможностью зацепления с первым зацепляющим компонентом;one of the end side of the second end and the end side of the third end has a first guide surface formed thereon, the other of the end side of the second end and the end side of the third end is provided with a second engagement component, wherein at least one first engagement component is provided on the first guide surface, and the second engagement component is configured to engage with the first engagement component;
второй зацепляющий компонент выполнен с возможностью перемещения вдоль первой направляющей поверхности до зацепления второго зацепляющего компонента с первым зацепляющим компонентом, чтобы обеспечить передачу крутящего момента между первым передаточным диском и вторым передаточным диском.the second engaging component is movable along the first guiding surface until the second engaging component engages with the first engaging component in order to transfer torque between the first transfer disk and the second transfer disk.
Возможно, первая направляющая поверхность имеет по меньшей мере одну вершину и по меньшей мере одну впадину, которые распределены по окружности вдоль торцевой стороны конца, на котором образована первая направляющая поверхность, а во впадине первой направляющей поверхности предоставлен первый зацепляющий компонент.It is possible that the first guide surface has at least one peak and at least one cavity, which are distributed around the circumference along the end side of the end on which the first guide surface is formed, and the first engaging component is provided in the cavity of the first guide surface.
Возможно, осевая проекция первой направляющей поверхности имеет диаметр больше или равный десятой части осевого расстояния от вершины до впадины первой направляющей поверхности.Perhaps the axial projection of the first guide surface has a diameter greater than or equal to a tenth of the axial distance from the top to the bottom of the first guide surface.
Возможно, второй конец первого передаточного диска дополнительно снабжен первым установочным штифтом, проходящим в осевом направлении, а третий конец второго передаточного диска дополнительно снабжен первым установочным отверстием, проходящим в осевом направлении, причем первый установочный штифт и первое установочное отверстие выполнены с возможностью взаимодействия друг с другом для облегчения концентрического расположения первого передаточного диска и второго передаточного диска.It is possible that the second end of the first transfer disk is additionally provided with a first locating pin extending in the axial direction, and the third end of the second transfer disk is additionally provided with a first locating hole extending in the axial direction, the first locating pin and the first locating hole being configured to interact with each other to facilitate the concentric arrangement of the first transfer disk and the second transfer disk.
Возможно, первый зацепляющий компонент представляет собой углубление, а второй зацепляющий компонент представляет собой выступ, причем первая защитная стенка, окружающая выступ, предусмотрена на торцевой стороне, где предоставлен второй зацепляющий компонент, а первая защитная стенка является кольцеобразной и соединена с выступом;Optionally, the first engaging component is a recess and the second engaging component is a protrusion, wherein the first protective wall surrounding the protrusion is provided on the end side where the second engaging component is provided, and the first protective wall is annular and connected to the protrusion;
и при этом осевая проекция торцевой стороны, где находится первая направляющая поверхность, имеет диаметр, меньше или равный внутреннему диаметру первой защитной стенки.and wherein the axial projection of the end side where the first guide surface is located has a diameter less than or equal to the inner diameter of the first protective wall.
Возможно, второй зацепляющий компонент содержит первый направляющий участок и первый участок передачи движущей силы;Possibly, the second engaging component comprises a first guiding section and a first driving force transmission section;
первый направляющий участок выполнен с возможностью контакта с первой направляющей поверхностью для направления скольжения второго зацепляющего компонента вдоль первой направляющей поверхности, аthe first guide section is configured to contact the first guide surface to guide the sliding of the second engaging component along the first guide surface, and
первый участок передачи движущей силы выполнен с возможностью передачи движущей силы, когда первый зацепляющий компонент находится в зацеплении со вторым зацепляющим компонентом.the first driving force transmission portion is configured to transmit the driving force when the first engagement component is engaged with the second engagement component.
Возможно, каждая из осевой проекции первого зацепляющего компонента и осевой проекции первого участка передачи движущей силы имеет форму серпообразного эллипсоида, илиIt is possible that each of the axial projection of the first engagement component and the axial projection of the first driving force transmission section has the shape of a crescent-shaped ellipsoid, or
каждая из осевой проекции первого зацепляющего компонента и осевой проекции первого участка передачи движущей силы имеет форму веера, и веер, образованный первым зацепляющим компонентом, имеет угол больше или равный углу веера, образованного первым участком передачи движущей силы.each of the axial projection of the first engaging component and the axial projection of the first driving force transmission portion is fan-shaped, and the fan formed by the first engaging component has an angle greater than or equal to the angle of the fan formed by the first driving force transmission portion.
Возможно, второй зацепляющий компонент содержит первый направляющий участок, и при этом первый направляющий участок выполнен с возможностью контакта с первой направляющей поверхностью для направления скольжения второго зацепляющего компонента вдоль первой направляющей поверхности и для передачи движущей силы, когда второй зацепляющий компонент находится в зацеплении с первым зацепляющим компонентом.Possibly, the second engaging component comprises a first guiding section, wherein the first guiding section is configured to contact the first guiding surface to guide the second engaging component to slide along the first guiding surface and to transmit driving force when the second engaging component is engaged with the first engaging component. component.
Возможно, первый направляющий участок и первый зацепляющий компонент выполнены с возможностью поверхностного контакта для увеличения силы трения между ними.Possibly, the first guide section and the first engaging component are made with the possibility of surface contact to increase the frictional force between them.
Возможно, предусмотрено по меньшей мере два вторых зацепляющих компонента, и при этом первая направляющая поверхность и вторые зацепляющие компоненты выполнены таким образом, что, когда осевую внешнюю силу прикладывают ко второму передающему диску, а первая направляющая поверхность находится в контакте со вторыми зацепляющими компонентами, на вторые компоненты зацепления действуют неуравновешенные силы.Optionally, at least two second engagement components are provided, wherein the first guide surface and the second engagement components are configured such that when an axial external force is applied to the second transmission disc and the first guide surface is in contact with the second engagement components, the second components of the engagement are affected by unbalanced forces.
Возможно, каждый из вторых зацепляющих компонентов содержит первый направляющий участок, причем каждый первый направляющий участок содержит две клиновидные поверхности, которые образуют первую линию пересечения;Optionally, each of the second engaging components includes a first guide section, with each first guide section comprising two wedge-shaped surfaces that form a first line of intersection;
причем первая направляющая поверхность содержит несколько направляющих вспомогательных поверхностей, которые соединены последовательно, и соседние направляющие вспомогательные поверхности образуют вторую линию пересечения на вершинах первой направляющей поверхности; иwherein the first guide surface comprises a plurality of guide subsurfaces that are connected in series, and adjacent guide subsurfaces form a second line of intersection at the tops of the first guide surface; And
при этом первая и вторая линии пересечения выполнены таким образом, что, когда вторые зацепляющие компоненты находятся в контакте с первой направляющей поверхностью на вершинах первой направляющей поверхности, осевая проекция первой линии пересечения по меньшей мере частично совпадает с осевой проекцией соответствующей второй линии пересечения; илиwherein the first and second intersection lines are configured such that when the second engaging components are in contact with the first guide surface at the tops of the first guide surface, the axial projection of the first intersection line at least partially coincides with the axial projection of the corresponding second intersection line; or
первая и вторая линии пересечения выполнены таким образом, что, когда вторые зацепляющие компоненты находятся в контакте с первой направляющей поверхностью на вершинах первой направляющей поверхности, по меньшей мере две осевых проекции нескольких первых линий пересечения находятся на одной прямой, и по меньшей мере две осевых проекции нескольких вторых линий пересечения находятся на одной прямой.the first and second intersection lines are designed such that when the second engaging components are in contact with the first guide surface at the tops of the first guide surface, at least two axial projections of several first intersection lines are in a straight line, and at least two axial projections several second lines of intersection are on the same straight line.
Возможно, каждый из вторых зацепляющих компонентов содержит первый направляющий участок, причем каждый первый направляющий участок содержит две клиновидные поверхности и одну первую переходную поверхность между двумя клиновидными поверхностями, причем первая переходная поверхность разрезана группой плоских или изогнутых воображаемых режущих поверхностей, и между первой переходной поверхностью и группой плоских или изогнутых воображаемых режущих поверхностей образована группа линий пересечения разреза, и при этом первая линия пересечения образована в виде соединительной линии, образованной за счет соединения каждой из характерных точек группы линий пересечения разреза;It is possible that each of the second engaging components comprises a first guide section, each first guide section comprising two wedge-shaped surfaces and one first transition surface between two wedge-shaped surfaces, the first transition surface being cut by a group of flat or curved imaginary cutting surfaces, and between the first transition surface and a group of flat or curved imaginary cutting surfaces is formed by a group of lines of intersection of the section, and the first line of intersection is formed in the form of a connecting line formed by connecting each of the characteristic points of the group of lines of intersection of the section;
первая направляющая поверхность содержит несколько направляющих вспомогательных поверхностей, причем соседние направляющие вспомогательные поверхности соединены второй переходной поверхностью на вершине первой направляющей поверхности, причем вторая переходная поверхность разрезана группой плоских или изогнутых воображаемых режущих поверхностей, и между второй переходной поверхностью и группой плоских или изогнутых воображаемых режущих поверхностей образована группа линий пересечения разреза, и при этом вторая линия пересечения образована в виде соединительной линии, образованной за счет соединения каждой из характерных точек группы линий пересечения разреза; иthe first guiding surface comprises a plurality of guiding auxiliary surfaces, the adjacent guiding auxiliary surfaces being connected by a second transition surface at the top of the first guide surface, the second transition surface being cut by a group of flat or curved imaginary cutting surfaces, and between the second transition surface and the group of flat or curved imaginary cutting surfaces formed by a group of lines of intersection of the section, and while the second line of intersection is formed in the form of a connecting line formed by connecting each of the characteristic points of the group of lines of intersection of the section; And
при этом несколько первых линий пересечения и несколько вторых линий пересечения выполнены таким образом, что, когда первый зацепляющий компонент находится в зацеплении со вторыми зацепляющими компонентами, осевая проекция первой линии пересечения по меньшей мере частично совпадает с осевой проекцией соответствующей второй линии пересечения; илиmoreover, several first intersection lines and several second intersection lines are made in such a way that when the first engaging component is engaged with the second engaging components, the axial projection of the first intersection line at least partially coincides with the axial projection of the corresponding second intersection line; or
несколько первых линий пересечения и несколько вторых линий пересечения выполнены таким образом, что, когда первый зацепляющий компонент находится в зацеплении со вторыми зацепляющими компонентами, по меньшей мере две осевых проекции нескольких первых линий пересечения находятся на одной прямой, и по меньшей мере две осевых проекции нескольких вторых линий пересечения находятся на одной прямой.several first intersection lines and several second intersection lines are made in such a way that when the first engaging component is engaged with the second engaging components, at least two axial projections of several first intersection lines are on the same line, and at least two axial projections of several the second intersection lines are on the same straight line.
Возможно, первая сопряженная поверхность образована на торцевой стороне, где находится второй зацепляющий компонент, а второй зацепляющий компонент предоставлен на первой сопряженной поверхности, причем первая сопряженная поверхность выполнена так, чтобы не препятствовать перемещению второго зацепляющего компонента вдоль первой направляющей поверхности и входить в зацепление с первым зацепляющим компонентом.It is possible that the first mating surface is formed on the end side where the second engaging component is located, and the second engaging component is provided on the first mating surface, the first mating surface being made so as not to prevent the movement of the second engaging component along the first guide surface and to engage with the first engaging component.
Возможно, первая сопряженная поверхность выполнена таким образом, что, когда второй зацепляющий компонент находится в зацеплении с первым зацепляющим компонентом, первая сопряженная поверхность по меньшей мере частично упирается в первую направляющую поверхность.Optionally, the first mating surface is configured such that when the second engaging component is engaged with the first engaging component, the first mating surface at least partially abuts against the first guide surface.
Возможно, первая направляющая поверхность имеет по меньшей мере одну вершину и по меньшей мере одну впадину, которые распределены по окружности вдоль торцевой стороны, где находится первая направляющая поверхность, а во впадине первой направляющей поверхности предоставлен первый зацепляющий компонент;Possibly, the first guide surface has at least one peak and at least one cavity, which are distributed around the circumference along the end side where the first guide surface is located, and the first engaging component is provided in the cavity of the first guide surface;
причем первая сопряженная поверхность имеет по меньшей мере одну вершину и по меньшей мере одну впадину, которые распределены по окружности вдоль соответствующей торцевой стороны, а второй зацепляющий компонент предоставлен на вершине первой сопряженной поверхности;moreover, the first mating surface has at least one top and at least one cavity, which are distributed around the circumference along the corresponding end side, and the second engaging component is provided at the top of the first mating surface;
причем вершина первой сопряженной поверхности выполнена в соответствии со впадиной первой направляющей поверхности, а впадина первой сопряженной поверхности выполнена в соответствии с вершиной первой направляющей поверхности; иmoreover, the top of the first mating surface is made in accordance with the cavity of the first guide surface, and the cavity of the first mating surface is made in accordance with the top of the first guide surface; And
впадина первой сопряженной поверхности выполнена так, чтобы не препятствовать зацеплению между первыми и вторыми зацепляющими компонентами.the cavity of the first mating surface is designed so as not to interfere with the engagement between the first and second engaging components.
Возможно, впадина первой сопряженной поверхности выполнена таким образом, что, когда первый передаточный диск находится в зацеплении со вторым передаточным диском, впадина первой сопряженной поверхности совсем не находится в контакте с соответствующей вершиной первой направляющей поверхности; илиIt is possible that the first mating surface recess is configured such that when the first transfer disc is engaged with the second transfer disk, the first mating surface recess is not at all in contact with the corresponding top of the first guide surface; or
впадина первой сопряженной поверхности не находится в контакте с соответствующей вершиной первой направляющей поверхности, при том что между двумя боковыми участками впадины первой сопряженной поверхности и двумя боковыми участками соответствующей вершины первой направляющей поверхности образован линейный контакт или поверхностный контакт.the trough of the first mating surface is not in contact with the corresponding top of the first guiding surface, while a line contact or surface contact is formed between the two side sections of the trough of the first mating surface and the two side sections of the corresponding top of the first guiding surface.
Возможно, первая направляющая поверхность имеет по меньшей мере одну вершину и по меньшей мере одну впадину, которые распределены по окружности вдоль торцевой стороны, где находится первая направляющая поверхность, а во впадине первой направляющей поверхности предоставлен первый зацепляющий компонент;Possibly, the first guide surface has at least one peak and at least one cavity, which are distributed around the circumference along the end side where the first guide surface is located, and the first engaging component is provided in the cavity of the first guide surface;
причем вершина первой сопряженной поверхности выполнена в соответствии со впадиной первой направляющей поверхности, а впадина первой сопряженной поверхности выполнена в соответствии с вершиной первой направляющей поверхности; иmoreover, the top of the first mating surface is made in accordance with the cavity of the first guide surface, and the cavity of the first mating surface is made in accordance with the top of the first guide surface; And
при этом первая сопряженная поверхность дополнительно снабжена первой вмещающей канавкой на ней, причем вмещающая канавка выполнена с возможностью размещения вершины первой направляющей поверхности.wherein the first mating surface is additionally provided with a first containing groove on it, and the containing groove is configured to accommodate the top of the first guide surface.
Возможно, передаточный узел дополнительно содержит третий передаточный диск, причем первый передаточный диск, второй передаточный диск и третий передаточный диск соединены последовательно;Possibly, the transfer assembly further comprises a third transfer disk, wherein the first transfer disk, the second transfer disk, and the third transfer disk are connected in series;
причем второй передаточный диск дополнительно имеет четвертый конец, противоположный третьему концу, а третий передаточный диск имеет пятый конец, расположенный торец к торцу с четвертым концом;moreover, the second transfer disk additionally has a fourth end opposite the third end, and the third transfer disk has a fifth end located end to end with the fourth end;
причем одна из торцевой стороны четвертого конца и торцевой стороны пятого конца имеет вторую направляющую поверхность, образованную на ней, а другая из торцевой стороны четвертого конца и торцевой стороны пятого конца снабжена четвертым зацепляющим компонентом, причем по меньшей мере один третий зацепляющий компонент предоставлен на второй направляющей поверхности, и четвертый зацепляющий компонент выполнен с возможностью зацепления третьего зацепляющего компонента, иwherein one of the end side of the fourth end and the end side of the fifth end has a second guide surface formed thereon, and the other of the end side of the fourth end and the end side of the fifth end is provided with a fourth engagement component, wherein at least one third engagement component is provided on the second guide surface, and the fourth engaging component is configured to engage the third engaging component, and
при этом четвертый зацепляющий компонент выполнен с возможностью скольжения вдоль второй направляющей поверхности до зацепления четвертого зацепляющего компонента с третьим зацепляющим компонентом, чтобы обеспечить передачу крутящего момента между вторым передаточным диском и третьим передаточным диском.wherein the fourth engagement component is slidable along the second guide surface until the fourth engagement component engages with the third engagement component to enable torque transmission between the second transmission disc and the third transmission disc.
Возможно, первый зацепляющий компонент имеет форму и размер, идентичные третьему зацепляющему компоненту, причем второй зацепляющий компонент имеет форму и размер, идентичные четвертому зацепляющему компоненту, и при этом первая направляющая поверхность имеет форму, идентичную второй направляющей поверхности.Optionally, the first engagement component has the same shape and size as the third engagement component, the second engagement component has the same shape and size as the fourth engagement component, and the first guide surface has the same shape as the second guide surface.
Возможно, передаточный узел содержит по меньшей мере два взаимно сцепленных вторых передаточных дисков, один из которых сцеплен с первым передаточным диском, а другой из которых сцеплен с третьим передаточным диском.Possibly, the transfer assembly comprises at least two mutually engaged second transfer disks, one of which is engaged with the first transfer disk, and the other of which is engaged with the third transfer disk.
Возможно, четвертый зацепляющий компонент и второй зацепляющий компонент поочередно расположены вдоль направления по окружности передаточного узла.Possibly, the fourth engagement component and the second engagement component are alternately disposed along the circumferential direction of the transmission assembly.
Для достижения указанной выше цели в настоящем раскрытии представлена система хирургических инструментов для хирургического робота, содержащая:To achieve the above object, the present disclosure provides a surgical instrument system for a surgical robot, comprising:
коробку движущих сил, содержащую первый корпус коробки и приводной механизм, расположенный в первом корпусе коробки, причем первый корпус коробки снабжен по меньшей мере одним выходным отверстием;a driving force box comprising a first box body and a drive mechanism disposed in the first box body, the first box body being provided with at least one outlet;
хирургический инструмент, содержащий вал инструмента, инструментальный наконечник и инструментальный короб, причем инструментальный короб содержит второй корпус коробки и передаточный модуль, причем передаточный модуль расположен во втором корпусе коробки и выполнен с возможностью приведения в движение вала инструмента и/или инструментального наконечника, причем второй корпус коробки снабжен по меньшей мере одним входным отверстием; иa surgical instrument comprising an instrument shaft, an instrument tip and an instrument box, wherein the instrument box comprises a second box body and a transmission module, the transmission module being located in the second box body and configured to drive the instrument shaft and/or the instrument tip, the second body the box is provided with at least one inlet; And
передаточный узел согласно определению выше,transmission unit as defined above,
первый передаточный диск расположен в выходном отверстии, а второй передаточный диск расположен во входном отверстии, и при этом, когда первый передаточный диск сцеплен со вторым передаточным диском, движущая сила, обеспечиваемая приводным механизмом, передается передаточным узлом в передаточный модуль, который, в свою очередь, приводит в движение вал инструмента и/или инструментальный наконечник.the first transfer disk is located in the outlet and the second transfer disk is located in the inlet, and when the first transfer disk is engaged with the second transfer disk, the driving force provided by the drive mechanism is transmitted by the transfer assembly to the transfer module, which in turn , drives the tool shaft and/or tool tip.
Для достижения указанной выше цели в настоящем раскрытии дополнительно представлена система хирургических инструментов для хирургического робота, содержащая:To achieve the above object, the present disclosure further provides a surgical instrument system for a surgical robot, comprising:
коробку движущих сил, содержащую первый корпус коробки и приводной механизм, расположенный в первом корпусе коробки, причем первый корпус коробки снабжен по меньшей мере одним выходным отверстием;a driving force box comprising a first box body and a drive mechanism disposed in the first box body, the first box body being provided with at least one outlet;
по меньшей мере одну стерильную пластину, каждая из которых снабжена по меньшей мере одним передаточным отверстием;at least one sterile plate, each of which is provided with at least one transfer hole;
хирургический инструмент, содержащий вал инструмента, инструментальный наконечник и инструментальный короб, причем инструментальный короб содержит второй корпус коробки и передаточный модуль, причем передаточный модуль расположен во втором корпусе коробки и выполнен с возможностью приведения в движение вала инструмента и/или инструментального наконечника, и второй корпус коробки снабжен по меньшей мере одним входным отверстием; иa surgical instrument containing an instrument shaft, an instrument tip and an instrument box, the instrument box comprising a second box body and a transmission module, the transmission module being located in the second box body and configured to drive the instrument shaft and/or the instrument tip, and the second body the box is provided with at least one inlet; And
передаточный узел согласно определению выше, причем:transmission unit as defined above, wherein:
коробка движущих сил, стерильная пластина и инструментальный короб расположены последовательно;driving force box, sterile plate and instrument box are arranged in series;
первый передаточный диск предоставлен в выходном отверстии и дополнительно содержит первый конец напротив второго конца, причем первый конец первого передаточного диска соединен с приводным механизмом; при этом второй передаточный диск предоставлен в передаточном отверстии, а третий передаточный диск предоставлен во входном отверстии и дополнительно содержит шестой конец напротив пятого конца, причем шестой конец третьего передаточного диска соединен с передаточным модулем; иthe first transfer disk is provided in the outlet and further comprises a first end opposite the second end, and the first end of the first transfer disk is connected to the drive mechanism; wherein the second transfer disk is provided in the transfer hole, and the third transfer disk is provided in the inlet and further comprises a sixth end opposite the fifth end, the sixth end of the third transfer disk being connected to the transfer module; And
когда первый передаточный диск, второй передаточный диск и третий передаточный диск сцеплены последовательно, движущая сила, обеспечиваемая приводным механизмом, передается передаточным узлом в передаточный модуль, который, в свою очередь, приводит в движение вал инструмента и/или инструментальный наконечник.when the first transfer disk, the second transfer disk, and the third transfer disk are engaged in series, the driving force provided by the drive mechanism is transmitted by the transfer assembly to the transfer module, which in turn drives the tool shaft and/or tool tip.
Возможно, система хирургических инструментов дополнительно содержит по меньшей мере один набор магнитов для корректировки положения,Possibly, the surgical instrument system further comprises at least one set of magnets for position adjustment,
причем третий передаточный диск имеет нулевое положение, и набор магнитов для корректировки положения выполнен с возможностью помощи в достижении третьим передаточным диском нулевого положения.wherein the third transfer disk has a zero position, and the position correction magnet set is configured to assist the third transfer disk to reach the zero position.
Возможно, набор магнитов для корректировки положения содержит первый магнит и второй магнит, причем первый магнит расположен на третьем передаточном диске, второй магнит расположен на инструментальном коробе, первый и второй магниты выполнены с возможностью притягивания друг к другу для помощи в достижении третьим передаточным диском нулевого положения.Possibly, the set of position correction magnets comprises a first magnet and a second magnet, the first magnet being located on the third transfer disk, the second magnet being located on the toolbox, the first and second magnets being retractable to assist the third transfer disk to reach a zero position. .
Возможно, система хирургических инструментов дополнительно содержит по меньшей мере один набор магнитов против смещения,It is possible that the surgical instrument system further comprises at least one set of anti-displacement magnets,
причем передаточный узел имеет наихудшее положение, а набор магнитов против смещения выполнен с возможностью предотвращения попадания передаточного узла в наихудшее положение.wherein the transmission assembly has the worst position, and the set of anti-displacement magnets is configured to prevent the transmission assembly from falling into the worst position.
Возможно, набор магнитов против смещения содержит третий магнит и четвертый магнит, причем третий магнит предоставлен на втором передаточном диске, четвертый магнит предоставлен на стерильной пластине, и при этом третий и четвертый магниты расположены так, чтобы отталкивать друг друга, чтобы не пускать передаточный узел в наихудшее положение под действием силы отталкивания.Optionally, the anti-displacement magnet set comprises a third magnet and a fourth magnet, wherein the third magnet is provided on the second transfer disc, the fourth magnet is provided on the sterile plate, and the third and fourth magnets are positioned to repel each other to keep the transfer assembly out of the worst position under the influence of the repulsive force.
Возможно, система хирургических инструментов дополнительно содержит круговой ограничитель, выполненный с возможностью ограничения диапазона вращения третьего передаточного диска.Possibly, the surgical instrument system further comprises a circular limiter configured to limit the range of rotation of the third transmission disk.
Возможно, круговой ограничитель содержит ограничительный выступ, предусмотренный на круговой боковой стенке третьего передаточного диска, и канавку скольжения, предусмотренную во внутренней стенке входного отверстия, и при этом ограничительный выступ предусмотрен внутри канавки скольжения и может перемещаться вдоль канавки скольжения.It is possible that the circular stop includes a limit protrusion provided on the circular side wall of the third transfer disc and a sliding groove provided in the inner wall of the inlet, and the limit protrusion is provided inside the slide groove and can move along the slide groove.
Возможно, система хирургических инструментов дополнительно содержит осевой ограничитель, выполненный с возможностью предотвращения вытеснения второго передаточного диска со стерильной пластины.Possibly, the surgical instrument system further comprises an axial stop configured to prevent the second transfer disk from being forced out of the sterile plate.
Возможно, стерильная пластина содержит стерильную подложку и стерильную крышку, причем стерильная подложка соединена с коробкой движущих сил, стерильная подложка снабжена первым сквозным отверстием, стерильная крышка снабжена вторым сквозным отверстием, второе сквозное отверстие составляет передаточное отверстие вместе с первым сквозным отверстием, причем осевой ограничитель содержит ограничительный буртик, предусмотренный на круговой боковой стенке второго передаточного диска, и при этом секция второго сквозного отверстия рядом с первым сквозным отверстием имеет внутренний диаметр больше каждого из внутреннего диаметра секции второго сквозного отверстия, удаленного от первого сквозного отверстия, и внутреннего диаметра первого сквозного отверстия, и соответствует внешнему диаметру ограничительного буртика.It is possible that the sterile plate contains a sterile substrate and a sterile cover, wherein the sterile substrate is connected to the driving force box, the sterile substrate is provided with a first through hole, the sterile cover is provided with a second through hole, the second through hole constitutes a transfer hole together with the first through hole, and the axial stop contains a restrictive collar provided on the circular side wall of the second transfer disc, wherein the second through hole section adjacent to the first through hole has an inner diameter greater than each of the inner diameter of the second through hole section remote from the first through hole and the inner diameter of the first through hole, and corresponds to the outer diameter of the restrictive shoulder.
Для достижения указанной выше цели в настоящем раскрытии дополнительно представлен хирургический робот, содержащий систему хирургических инструментов согласно определению выше.In order to achieve the above object, the present disclosure further provides a surgical robot comprising a surgical instrument system as defined above.
Возможно, хирургический робот дополнительно содержит роботизированную руку, причем к концу роботизированной руки прикреплена коробка движущих сил, а к коробке движущих сил прикреплен с возможностью отсоединения инструментальный короб.Optionally, the surgical robot further comprises a robotic arm, wherein a drive box is attached to the end of the robotic arm, and a tool box is detachably attached to the drive box.
Для достижения указанной выше цели в настоящем раскрытии дополнительно представлен хирургический робот, содержащий систему хирургических инструментов согласно определению выше.In order to achieve the above object, the present disclosure further provides a surgical robot comprising a surgical instrument system as defined above.
Возможно, хирургический робот дополнительно содержит роботизированную руку, причем к концу роботизированной руки прикреплена коробка движущих сил, а на коробке движущих сил предоставлена стерильная пластина с возможностью отсоединения, при этом к стерильной пластине прикреплен инструментальный короб с возможностью отсоединения.Optionally, the surgical robot further comprises a robotic arm, wherein a drive box is attached to the end of the robotic arm, and a detachable sterile plate is provided on the drive box, and a detachable instrument box is attached to the sterile plate.
Для достижения указанной выше цели в настоящем раскрытии дополнительно представлен приводной узел для хирургического инструмента, который содержит:To achieve the above object, the present disclosure further provides a drive assembly for a surgical instrument, which includes:
первый корпус коробки, в котором предусмотрено по меньшей мере одно выходное отверстие;a first box body provided with at least one outlet;
приводной механизм, расположенный в первом корпусе коробки; иa drive mechanism located in the first case of the box; And
первый передаточный диск, выполненный с возможностью зацепления со вторым передаточным диском, содержащим второй зацепляющий компонент, или с третьим передаточным диском, содержащим четвертый зацепляющий компонент, причем первый передаточный диск расположен в выходном отверстии, при этом первый передаточный диск имеет две противоположные концевые части, одна из которых соединена с приводным механизмом, другая из которых имеет направляющую поверхность, образованную на ее торцевой стороне, причем направляющая поверхность снабжена по меньшей мере одним первым зацепляющим компонентом, и направляющая поверхность выполнена с возможностью обеспечивать перемещение второго зацепляющего компонента второго передаточного диска или четвертого зацепляющего компонента третьего передаточного диска вдоль направляющей поверхности до их зацепления с первым зацепляющим компонентом.the first transfer disk configured to engage with the second transfer disk containing the second engaging component, or with the third transfer disk containing the fourth engaging component, the first transfer disk being located in the outlet, the first transfer disk having two opposite end parts, one of which is connected to the drive mechanism, the other of which has a guide surface formed on its end side, wherein the guide surface is provided with at least one first engagement component, and the guide surface is configured to move the second engagement component of the second transmission disk or the fourth engagement component the third transfer disk along the guide surface until they engage with the first engaging component.
Возможно, направляющая поверхность первого передаточного диска имеет по меньшей мере одну вершину и по меньшей мере одну впадину, которые расположены вдоль направления по окружности соответствующей концевой части, а во впадине направляющей поверхности предусмотрен первый зацепляющий компонент.Possibly, the guide surface of the first transmission disk has at least one peak and at least one cavity, which are located along the circumferential direction of the corresponding end part, and the first engagement component is provided in the cavity of the guide surface.
Возможно, направляющая поверхность первого передаточного диска снабжена по меньшей мере двумя первыми зацепляющими компонентами, которые расположены центрально-симметрично на направляющей поверхности.Possibly, the guiding surface of the first transfer disc is provided with at least two first engaging components which are centrally symmetrically located on the guiding surface.
Для достижения указанной выше цели в настоящем раскрытии дополнительно представлен приводной узел для хирургического инструмента, который содержит:To achieve the above object, the present disclosure further provides a drive assembly for a surgical instrument, which includes:
первый корпус коробки, в котором предусмотрено по меньшей мере одно выходное отверстие;a first box body provided with at least one outlet;
приводной механизм, расположенный в первом корпусе коробки; иa drive mechanism located in the first case of the box; And
первый передаточный диск, выполненный с возможностью зацепления со вторым передаточным диском, содержащим первую направляющую поверхность и первый зацепляющий компонент, или с третьим передаточным диском, содержащим вторую направляющую поверхность и третий зацепляющий компонент, причем первый передаточный диск расположен в выходном отверстии, при этом первый передаточный диск имеет две противоположные концевые части, одна из которых соединена с приводным механизмом, а другая из которых имеет по меньшей мере один второй зацепляющий компонент, образованный на ее торцевой стороне, причем второй зацепляющий компонент выполнен с возможностью перемещения вдоль первой направляющей поверхности до его зацепления с первым зацепляющим компонентом или с возможностью перемещения вдоль второй направляющей поверхности до его зацепления с третьим зацепляющим компонентом.the first transfer disk configured to engage with the second transfer disk containing the first guiding surface and the first engaging component, or with the third transfer disk containing the second guiding surface and the third engaging component, the first transfer disk being located in the outlet, the first transfer disk the disk has two opposite end parts, one of which is connected to the drive mechanism, and the other of which has at least one second engaging component formed on its end side, the second engaging component being movable along the first guide surface until it engages with by the first engaging component or movable along the second guide surface until it engages with the third engaging component.
Возможно, первая сопряженная поверхность образована на торцевой стороне другой из концевых частей первого передаточного диска, и при этом первая сопряженная поверхность имеет по меньшей мере одну вершину и по меньшей мере одну впадину, которые расположены вдоль направления по окружности торцевой стороны, а второй зацепляющий компонент расположен на вершине первой сопряженной поверхности.It is possible that the first mating surface is formed on the end side of the other of the end parts of the first transfer disk, and the first mating surface has at least one top and at least one depression, which are located along the circumferential direction of the end side, and the second engagement component is located at the top of the first mating surface.
Для достижения указанной выше цели в настоящем раскрытии дополнительно представлен стерильный узел, содержащий:To achieve the above object, the present disclosure further provides a sterile assembly comprising:
по меньшей мере одну стерильную пластину, снабженную по меньшей мере одним передаточным отверстием; иat least one sterile plate provided with at least one transfer hole; And
по меньшей мере один второй передаточный диск, выполненный с возможностью зацепления с первым передаточным диском и третьим передаточным диском, причем второй передаточный диск расположен внутри передаточного отверстия, второй передаточный диск имеет две противоположные концевые части, а по меньшей мере одна из концевых частей снабжена направляющей поверхностью на ее торцевой стороне, причем каждая из двух концевых частей второго передаточного диска снабжена по меньшей мере одним зацепляющим компонентом на соответствующей торцевой стороне, и при этом направляющая поверхность и зацепляющие компоненты выполнены с возможностью зацепления второго передаточного диска с каждым из первого и третьего передаточных дисков.at least one second transfer disk configured to engage with the first transfer disk and the third transfer disk, wherein the second transfer disk is located inside the transfer hole, the second transfer disk has two opposite end parts, and at least one of the end parts is provided with a guide surface on its end side, wherein each of the two end parts of the second transfer disk is provided with at least one engaging component on the corresponding end side, and the guide surface and the engaging components are configured to engage the second transfer disk with each of the first and third transfer disks.
Возможно, направляющая поверхность второго передаточного диска имеет по меньшей мере одну вершину и по меньшей мере одну впадину, которые расположены вдоль направления по окружности соответствующей концевой части, а во впадине направляющей поверхности расположен зацепляющий компонент (компоненты), предусмотренный на направляющей поверхности.Possibly, the guide surface of the second transmission disk has at least one peak and at least one cavity, which are located along the circumferential direction of the corresponding end part, and in the cavity of the guide surface there is an engagement component (components) provided on the guide surface.
Возможно, каждая из двух концевых частей второго передаточного диска имеет направляющую поверхность, образованную на соответствующей торцевой стороне, а на каждой направляющей поверхности предусмотрен по меньшей мере один зацепляющий компонент, причем зацепляющий компонент представляет собой углубление.It is possible that each of the two end portions of the second transmission disc has a guide surface formed on a respective end side, and at least one engagement component is provided on each guide surface, the engagement component being a recess.
Возможно, только одна из концевых частей второго передаточного диска имеет направляющую поверхность, образованную на ее торцевой стороне, а зацепляющий компонент, предусмотренный на направляющей поверхности, представляет собой углубление, и при этом зацепляющий компонент, предусмотренный на торцевой стороне другой из концевых частей, представляет собой выступ.It is possible that only one of the end portions of the second transfer disc has a guide surface formed on its end side, and the engaging component provided on the guide surface is a recess, while the engaging component provided on the end side of the other of the end portions is ledge.
Возможно, стерильный узел дополнительно содержит по меньшей мере один набор магнитов против смещения,Possibly, the sterile assembly further comprises at least one set of anti-displacement magnets,
причем передаточный узел имеет наихудшее положение, а набор магнитов против смещения выполнен с возможностью предотвращения попадания передаточного узла в наихудшее положение.wherein the transmission assembly has the worst position, and the set of anti-displacement magnets is configured to prevent the transmission assembly from falling into the worst position.
Возможно, стерильный узел содержит по меньшей мере две стерильные пластины, уложенные вместе, а передаточные отверстия по меньшей мере в двух стерильных пластинах выровнены друг с другом, и каждое из них снабжено одним передаточным диском.Possibly, the sterile assembly comprises at least two sterile plates stacked together, and the transfer holes in at least two sterile plates are aligned with each other, and each of them is equipped with one transfer disk.
Возможно, стерильный узел дополнительно содержит осевой ограничитель, выполненный с возможностью предотвращения вытеснения передаточного диска из передаточного отверстия.Optionally, the sterile assembly further comprises an axial stop configured to prevent the transfer disk from being forced out of the transfer hole.
Возможно, стерильная пластина содержит стерильную подложку и стерильную крышку, причем стерильная подложка выполнена с возможностью соединения с коробкой движущих сил, стерильная подложка снабжена первым сквозным отверстием, стерильная крышка снабжена вторым сквозным отверстием, второе сквозное отверстие составляет передаточное отверстие вместе с первым сквозным отверстием, причем осевой ограничитель содержит ограничительный буртик, предусмотренный на круговой боковой стенке второго передаточного диска, и при этом секция второго сквозного отверстия рядом с первым сквозным отверстием имеет внутренний диаметр больше каждого из внутреннего диаметра секции второго сквозного отверстия, удаленного от первого сквозного отверстия, и внутреннего диаметра первого сквозного отверстия, и соответствует внешнему диаметру ограничительного буртика.It is possible that the sterile plate contains a sterile substrate and a sterile cover, wherein the sterile substrate is configured to be connected to the driving force box, the sterile substrate is provided with a first through hole, the sterile cover is provided with a second through hole, the second through hole constitutes a transfer hole together with the first through hole, and the axial stop comprises a restrictive shoulder provided on the circular side wall of the second transmission disk, and the second through hole section next to the first through hole has an inner diameter greater than each of the inner diameter of the second through hole section remote from the first through hole and the inner diameter of the first through hole, and corresponds to the outer diameter of the restrictive collar.
Для достижения указанной выше цели в настоящем раскрытии дополнительно представлен стерильный узел, который содержит:To achieve the above object, the present disclosure further provides a sterile assembly that contains:
по меньшей мере одну стерильную пластину, каждая из которых снабжена по меньшей мере одним передаточным отверстием; иat least one sterile plate, each of which is provided with at least one transfer hole; And
по меньшей мере один второй передаточный диск, выполненный с возможностью зацепления с первым передаточным диском, содержащим первую направляющую поверхность и первый зацепляющий компонент, и с третьим передаточным диском, содержащим вторую направляющую поверхность и третий зацепляющий компонент, причем второй передаточный диск расположен в передаточном отверстии, при этом второй передаточный диск имеет две противоположные концевые части, каждая из которых имеет по меньшей мере один зацепляющий компонент, образованный на ее торцевой стороне, причем зацепляющие компоненты выполнены с возможностью зацепления второго передаточного диска с каждым из первого и третьего передаточных дисков.at least one second transfer disk configured to engage with the first transfer disk containing the first guiding surface and the first engaging component, and with the third transfer disk containing the second guiding surface and the third engaging component, the second transfer disk being located in the transfer hole, wherein the second transfer disk has two opposite end parts, each of which has at least one engaging component formed on its end side, and the engaging components are configured to engage the second transfer disk with each of the first and third transfer disks.
Возможно, каждая из двух противоположных концевых частей второго передаточного диска имеет сопряженную поверхность, образованную на соответствующей торцевой стороне, и сопряженная поверхность снабжена по меньшей мере одной вершиной и по меньшей мере одной впадиной, которые расположены вдоль направления по окружности соответствующей торцевой стороны, и при этом каждый из зацепляющих компонентов предоставлен на вершине соответствующей сопряженной поверхности.It is possible that each of the two opposite end portions of the second transfer disk has a mating surface formed on the respective end side, and the mating surface is provided with at least one peak and at least one cavity, which are located along the circumferential direction of the corresponding end side, and at the same time each of the engagement components is provided on top of a respective mating surface.
Для достижения указанной выше цели в настоящем раскрытии дополнительно представлен узел инструментального короба для хирургического инструмента, содержащего вал инструмента и инструментальный наконечник, который содержит:To achieve the above object, the present disclosure further provides an instrument box assembly for a surgical instrument, comprising an instrument shaft and an instrument tip, which comprises:
инструментальный короб, содержащий второй корпус коробки и передаточный модуль, расположенный во втором корпусе коробки, причем передаточный модуль выполнен с возможностью приведения в движение вала инструмента и/или инструментального наконечника, при этом второй корпус коробки имеет по меньшей мере одно обеспеченное в нем входное отверстие; иa tool box comprising a second box body and a transfer module located in the second box body, the transfer module being configured to drive the tool shaft and/or tool tip, the second box body having at least one inlet provided therein; And
третий передаточный диск, выполненный с возможностью зацепления с первым передаточным диском, содержащим второй зацепляющий компонент, или со вторым передаточным диском, содержащим четвертый зацепляющий компонент, причем третий передаточный диск расположен во входном отверстии, третий передаточный диск имеет две противоположные концевые части, одна из которых соединена с передаточным модулем, а другая из которых имеет направляющую поверхность, образованную на ее торцевой стороне, причем направляющая поверхность снабжена по меньшей мере одним третьим зацепляющим компонентом, и направляющая поверхность выполнена с возможностью перемещения второго зацепляющего компонента первого передаточного диска вдоль направляющей поверхности до его зацепления с третьим зацепляющим компонентом или с возможностью перемещения четвертого зацепляющего компонента второго передаточного диска вдоль направляющей поверхности до его зацепления с третьим зацепляющим компонентом.the third transfer disk configured to engage with the first transfer disk containing the second engaging component, or with the second transfer disk containing the fourth engaging component, the third transfer disk being located in the inlet, the third transfer disk having two opposite end parts, one of which connected to the transmission module, and the other of which has a guide surface formed on its end side, the guide surface being provided with at least one third engagement component, and the guide surface being configured to move the second engagement component of the first transmission disc along the guide surface until it engages with a third engaging component or with the possibility of moving the fourth engaging component of the second transfer disk along the guide surface until it engages with the third engaging component.
Возможно, направляющая поверхность третьего передаточного диска имеет по меньшей мере одну вершину и по меньшей мере одну впадину, которые расположены вдоль направления по окружности соответствующей одной из концевых частей, и при этом во впадине направляющей поверхности предоставлен третий зацепляющий компонент.It is possible that the guide surface of the third transmission disk has at least one peak and at least one cavity, which are located along the circumferential direction of the corresponding one of the end parts, and at the same time, a third engaging component is provided in the cavity of the guide surface.
Возможно, передаточный модуль содержит вращающийся элемент, гибкий элемент и группу направляющих шкивов, причем группа направляющих шкивов выполнена с возможностью изменения направления продолжения гибкого элемента, вращающийся элемент выполнен с возможностью приведения во вращение инструментального наконечника посредством гибкого элемента, причем вращающийся элемент соединен с возможностью отсоединения с третьим передаточным диском или выполнен в виде единого целого с ним.Possibly, the transmission module contains a rotating element, a flexible element and a group of guide pulleys, wherein the group of guide pulleys is configured to change the direction of the extension of the flexible element, the rotating element is configured to drive the tool tip through the flexible element, the rotating element being detachably connected to the third transfer disk or is made in the form of a single whole with it.
Возможно, хирургический инструмент дополнительно содержит по меньшей мере один набор магнитов для корректировки положения,Optionally, the surgical instrument further comprises at least one set of magnets for position adjustment,
третий передаточный диск имеет нулевое положение, и набор магнитов для корректировки положения выполнен с возможностью помощи в достижении третьим передаточным диском нулевого положения.the third transfer disk has a zero position, and the position correction magnet set is configured to assist the third transfer disk to reach the zero position.
Возможно, хирургический инструмент дополнительно содержит круговой ограничитель, выполненный с возможностью ограничения диапазона вращения третьего передаточного диска.Possibly, the surgical instrument further comprises a circular limiter configured to limit the range of rotation of the third transmission disk.
Для достижения указанной выше цели в настоящем раскрытии дополнительно представлен узел инструментального короба для хирургического инструмента, содержащего вал инструмента и инструментальный наконечник, который содержит:To achieve the above object, the present disclosure further provides an instrument box assembly for a surgical instrument, comprising an instrument shaft and an instrument tip, which comprises:
инструментальный короб, содержащий второй корпус коробки и передаточный модуль, расположенный во втором корпусе коробки, причем передаточный модуль выполнен с возможностью приведения в движение вала инструмента и/или инструментального наконечника, инструментальный короб имеет по меньшей мере одно предоставленное в нем входное отверстие; иa tool box comprising a second box body and a transfer module located in the second box body, the transfer module being configured to drive the tool shaft and/or the tool tip, the tool box having at least one inlet provided therein; And
третий передаточный диск, выполненный с возможностью зацепления с первым передаточным диском, содержащим первую направляющую поверхность и первый зацепляющий компонент, или со вторым передаточным диском, содержащим вторую направляющую поверхность и третий зацепляющий компонент, причем третий передаточный диск расположен во входном отверстии, третий передаточный диск имеет две противоположные концевые части, одна из которых соединена с передаточным модулем, а другая из которых имеет по меньшей мере один четвертый зацепляющий компонент, образованный на ее торцевой стороне, причем четвертый зацепляющий компонент выполнен с возможностью перемещения вдоль первой направляющей поверхности до его зацепления с первым зацепляющим компонентом первого передаточного диска или с возможностью перемещения вдоль второй направляющей поверхности до его зацепления с третьим зацепляющим компонентом второго передаточного диска.the third transfer disk configured to engage with the first transfer disk containing the first guiding surface and the first engaging component, or with the second transfer disk containing the second guiding surface and the third engaging component, wherein the third transfer disk is located in the inlet, the third transfer disk has two opposite end parts, one of which is connected to the transmission module, and the other of which has at least one fourth engagement component formed on its end side, the fourth engagement component being movable along the first guide surface until it engages with the first engagement component component of the first transfer disk or movable along the second guide surface until it engages with the third engaging component of the second transfer disk.
Возможно, другая из двух противоположных концевых частей имеет первую сопряженную поверхность, образованную на ее торцевой стороне, причем первая сопряженная поверхность имеет по меньшей мере одну вершину и по меньшей мере одну впадину, которые расположены вдоль направления по окружности соответствующей торцевой стороны, и при этом на вершине первой сопряженной поверхности предоставлен четвертый зацепляющий компонент.It is possible that the other of the two opposite end portions has a first mating surface formed on its end side, wherein the first mating surface has at least one peak and at least one cavity, which are located along the circumferential direction of the corresponding end side, and at the same time on a fourth engagement component is provided at the top of the first mating surface.
По сравнению с предшествующим уровнем техники передаточные, приводные и стерильные узлы, хирургический инструмент, система хирургических инструментов и хирургический робот согласно настоящему раскрытию имеет следующие преимущества:Compared with the prior art, the transmission, drive, and sterile assemblies, surgical instrument, surgical instrument system, and surgical robot of the present disclosure have the following advantages:
Во-первых, передаточный узел для хирургического инструмента содержит по меньшей мере первый передаточный диск и второй передаточный диск. Первый передаточный диск имеет второй конец, а второй передаточный диск имеет третий конец, расположенный торец к торцу со вторым концом. Торцевая сторона второго или третьего конца имеет образованную на ней первую направляющую поверхность, а на первой направляющей поверхности представлен по меньшей мере один первый зацепляющий компонент. Кроме того, другая торцевая сторона второго или третьего конца снабжена вторым зацепляющим компонентом, который может входить в зацепление с первым зацепляющим компонентом. Второй зацепляющий компонент выполнен с возможностью перемещения вдоль первой направляющей поверхности до его зацепления с первым зацепляющим компонентом, чтобы обеспечить передачу крутящего момента между первым передаточным диском и вторым передаточным диском. Направляющая функция первой направляющей поверхности и зацепляющая конфигурация между первыми и вторыми зацепляющими компонентами позволяет избежать возникновения отказа зацепления. Кроме того, комбинация первой направляющей поверхности и второго зацепляющего компонента позволяет обеспечить быстрое зацепление без установки дополнительной программы управления.First, the surgical instrument transfer assembly includes at least a first transfer disk and a second transfer disk. The first transfer disk has a second end, and the second transfer disk has a third end located end to end with the second end. The end side of the second or third end has a first guiding surface formed thereon, and at least one first engaging component is provided on the first guiding surface. In addition, the other end side of the second or third end is provided with a second engagement component that can engage with the first engagement component. The second engaging component is movable along the first guide surface until it engages with the first engaging component in order to transfer torque between the first transfer disk and the second transfer disk. The guiding function of the first guiding surface and the engagement configuration between the first and second engagement components can avoid the occurrence of engagement failure. In addition, the combination of the first guiding surface and the second engaging component makes it possible to achieve fast engagement without installing an additional control program.
Во-вторых, передаточный узел дополнительно содержит третий передаточный диск. Первый передаточный диск, второй передаточный диск и третий передаточный диск соединены последовательно. Второй передаточный диск дополнительно имеет четвертый конец, противоположный третьему концу, а третий передаточный диск имеет пятый конец, расположенный торец к торцу с четвертым концом. Торцевая сторона четвертого или пятого концов имеет вторую направляющую поверхность, образованную на ней, а на второй направляющей поверхности предоставлен по меньшей мере один третий зацепляющий компонент. Кроме того, другая торцевая сторона четвертого или пятого концов снабжена четвертым зацепляющим компонентом, который может входить в зацепление с третьим зацепляющим компонентом. Четвертый зацепляющий компонент выполнен с возможностью скольжения вдоль второй направляющей поверхности до зацепления четвертого зацепляющего компонента с третьим зацепляющим компонентом, чтобы обеспечить передачу крутящего момента между вторым передаточным диском и третьим передаточным диском. Направляющая функция второй направляющей поверхности и зацепляющая конфигурация между третьим и четвертым зацепляющими компонентами позволяют оборудовать систему хирургических инструментов стерильной пластиной для изоляции приводного узла от хирургического инструмента, так что нет необходимости дезинфицировать всю систему хирургического робота.Secondly, the transfer unit further comprises a third transfer disk. The first transfer disk, the second transfer disk and the third transfer disk are connected in series. The second transfer disk additionally has a fourth end opposite the third end, and the third transfer disk has a fifth end located end to end with the fourth end. The end side of the fourth or fifth ends has a second guiding surface formed thereon, and at least one third engaging component is provided on the second guiding surface. In addition, the other end side of the fourth or fifth ends is provided with a fourth engagement component that can engage with the third engagement component. The fourth engagement component is slidable along the second guide surface until the fourth engagement component engages with the third engagement component to enable torque transmission between the second transmission disk and the third transmission disk. The guiding function of the second guiding surface and the engagement configuration between the third and fourth engagement components allow the surgical instrument system to be equipped with a sterile plate to isolate the drive assembly from the surgical instrument so that it is not necessary to disinfect the entire surgical robot system.
В-третьих, за счет предоставления первой и второй сопряженных поверхностей и установки второго и четвертого зацепляющих компонентов на первой и второй сопряженных поверхностях, соответственно, можно улучшить состояние напряжения между вторым и четвертым зацепляющими компонентами во время передачи и повысить конструктивную прочность передаточных дисков для продления срока их службы.Third, by providing the first and second mating surfaces and mounting the second and fourth engagement components on the first and second mating surfaces, respectively, it is possible to improve the stress state between the second and fourth engagement components during transmission and improve the structural strength of the transmission discs to extend the service life. their services.
В-четвертых, первая защитная стенка, соединенная со вторым зацепляющим компонентом и расположенная на периферии второго зацепляющего компонента, позволяет не только улучшить состояние напряжения второго зацепляющего компонента во время передачи, но также уменьшить осевой размер всего передаточного узла, обеспечивая за счет этого увеличение коэффициента использования осевого размера и дополнительное уменьшение веса передаточного узла. Аналогично, вторая защитная стенка, соединенная с четвертым зацепляющим компонентом и расположенная на периферии четвертого зацепляющего компонента, позволяет улучшить состояние напряжения второго зацепляющего компонента во время передачи, обеспечивая за счет этого увеличение коэффициента использования осевого размера и дополнительное уменьшение веса передаточного узла.Fourthly, the first protective wall connected to the second engagement component and located on the periphery of the second engagement component can not only improve the voltage state of the second engagement component during transmission, but also reduce the axial size of the entire transmission assembly, thereby increasing the utilization factor. axial size and additional reduction in the weight of the transmission unit. Likewise, the second protective wall connected to the fourth engaging component and located on the periphery of the fourth engaging component makes it possible to improve the stress state of the second engaging component during transmission, thereby increasing the utilization factor of the axial dimension and further reducing the weight of the transmission assembly.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
На фиг. 1 схематично показан работающий хирургический робот согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.In FIG. 1 schematically shows an operating surgical robot according to an embodiment of the present disclosure.
На фиг. 2a представлена схема конструкции системы хирургических инструментов согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.In FIG. 2a is a diagram of the construction of a surgical instrument system according to an embodiment of the present disclosure.
На фиг. 2b схематично показана система хирургических инструментов фиг. 2a в разобранном виде.In FIG. 2b schematically shows the surgical instrument system of FIG. 2a disassembled.
На фиг. 2c представлено схематичное изображение в разобранном виде системы хирургических инструментов фиг. 2a, на котором не показаны некоторые элементы.In FIG. 2c is a schematic exploded view of the surgical instrument system of FIG. 2a, which does not show some elements.
На фиг. 3 схематично показана система хирургических инструментов фиг. 2a, причем стерильная подложка, стерильная крышка и набор магнитов для корректировки положения представлены в разобранном виде.In FIG. 3 schematically shows the surgical instrument system of FIG. 2a, with the sterile support, sterile cap, and set of magnets for adjusting the position shown exploded.
На фиг. 4 представлен вид в частичном поперечном разрезе стерильного узла согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.In FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a sterile assembly according to an embodiment of the present disclosure.
На фиг. 5a представлена схема конструкции передаточного узла согласно варианту осуществления 1 настоящего раскрытия.In FIG. 5a is a construction diagram of a transmission assembly according to Embodiment 1 of the present disclosure.
На фиг. 5b представлена схема конструкции первого передаточного диска передаточного узла фиг. 5a с одного направления.In FIG. 5b is a diagram of the construction of the first transfer disk of the transfer unit of FIG. 5a from one direction.
На фиг. 5c представлена схема конструкции первого передаточного диска фиг. 5b с другого направления.In FIG. 5c is a diagram of the construction of the first transfer disk of FIG. 5b from the other direction.
На фиг. 5d представлена схема конструкции второго передаточного диска передаточного узла фиг. 5a с одного направления.In FIG. 5d is a diagram of the construction of the second transfer disc of the transfer assembly of FIG. 5a from one direction.
На фиг. 5e представлена схема конструкции второго передаточного диска фиг. 5d с другого направления.In FIG. 5e is a diagram of the construction of the second transfer disk of FIG. 5d from another direction.
На фиг. 5f представлена схема конструкции третьего передаточного диска передаточного узла фиг. 5a с одного направления.In FIG. 5f is a diagram of the construction of the third transfer disc of the transfer assembly of FIG. 5a from one direction.
На фиг. 5g представлена схема конструкции третьего передаточного диска фиг. 5f с другого направления.In FIG. 5g is a diagram of the construction of the third transfer disc of FIG. 5f from the other direction.
На фиг. 6a и 6b схематично показаны клиновидные поверхности направляющего участка, соединенные переходной поверхностью согласно варианту осуществления 1, в котором линии пересечения получены с помощью воображаемых режущих поверхностей.In FIG. 6a and 6b schematically show the wedge-shaped surfaces of the guide portion connected by the transition surface according to Embodiment 1, in which the intersection lines are obtained with imaginary cutting surfaces.
На фиг. 7a представлено схематичное изображение в разобранном виде варианта передаточного узла фиг. 5a.In FIG. 7a is a schematic exploded view of an embodiment of the transfer assembly of FIG. 5a.
На фиг. 7b представлено схематичное изображение в разобранном виде передаточного узла фиг. 7a с другого направления.In FIG. 7b is a schematic exploded view of the transmission assembly of FIG. 7a from the other direction.
На фиг. 7c представлено схематичное изображение в разобранном виде другого варианта передаточного узла фиг. 5a.In FIG. 7c is a schematic exploded view of another embodiment of the transfer assembly of FIG. 5a.
На фиг. 7d представлено схематичное изображение в разобранном виде передаточного узла фиг. 7c с другого направления.In FIG. 7d is a schematic exploded view of the transmission assembly of FIG. 7c from the other direction.
На фиг. 7e представлено схематичное изображение в разобранном виде дополнительного варианта передаточного узла фиг. 5a.In FIG. 7e is a schematic exploded view of an additional embodiment of the transfer assembly of FIG. 5a.
На фиг. 7f представлено схематичное изображение в разобранном виде передаточного узла фиг. 7e с другого направления.In FIG. 7f is a schematic exploded view of the transmission assembly of FIG. 7e from the other direction.
На фиг. 7g представлено схематичное изображение в разобранном виде дополнительного варианта передаточного узла фиг. 5a.In FIG. 7g is a schematic exploded view of an additional embodiment of the transfer assembly of FIG. 5a.
На фиг. 7h представлено схематичное изображение в разобранном виде передаточного узла фиг. 7g с другого направления.In FIG. 7h is a schematic exploded view of the transmission assembly of FIG. 7g from the other direction.
На фиг. 8a представлена схема конструкции передаточного узла согласно варианту осуществления 2 настоящего раскрытия.In FIG. 8a is a construction diagram of a transmission assembly according to Embodiment 2 of the present disclosure.
На фиг. 8b представлена схема конструкции первого передаточного диска передаточного узла фиг. 8a с одного направления.In FIG. 8b is a diagram of the construction of the first transfer disc of the transfer assembly of FIG. 8a from one direction.
На фиг. 8c представлена схема конструкции первого передаточного диска фиг. 8b с другого направления.In FIG. 8c is a diagram of the construction of the first transfer disk of FIG. 8b from the other direction.
На фиг. 8d представлена схема конструкции второго передаточного диска передаточного узла фиг. 8a с одного направления.In FIG. 8d is a diagram of the construction of the second transfer disc of the transfer assembly of FIG. 8a from one direction.
На фиг. 8e представлена схема конструкции второго передаточного диска фиг. 8d с другого направления.In FIG. 8e is a diagram of the construction of the second transfer disc of FIG. 8d from the other direction.
На фиг. 8f представлена схема конструкции третьего передаточного диска передаточного узла фиг. 8a с одного направления.In FIG. 8f is a diagram of the construction of the third transfer disc of the transfer assembly of FIG. 8a from one direction.
На фиг. 8g представлена схема конструкции третьего передаточного диска фиг. 8f с другого направления.In FIG. 8g is a diagram of the construction of the third transfer disc of FIG. 8f from the other direction.
На фиг. 9a представлена схема конструкции передаточного узла согласно варианту осуществления 3 настоящего раскрытия.In FIG. 9a is a construction diagram of a transmission assembly according to Embodiment 3 of the present disclosure.
На фиг. 9b представлено схематичное изображение в разобранном виде передаточного узла фиг. 9a.In FIG. 9b is a schematic exploded view of the transmission assembly of FIG. 9a.
На фиг. 10 представлена схема конструкции передаточного узла согласно варианту осуществления 4 настоящего раскрытия.In FIG. 10 is a structure diagram of a transmission assembly according to Embodiment 4 of the present disclosure.
На фиг. 11 представлена схема конструкции приводного короба согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.In FIG. 11 is a construction diagram of a drive box according to an embodiment of the present disclosure.
На фиг. 12 представлена схема конструкции стерильного узла согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.In FIG. 12 is a design diagram of a sterile assembly according to an embodiment of the present disclosure.
На фиг. 13 представлена схема конструкции передаточного диска в стерильном узле фиг. 12, в котором каждая из двух торцевых сторон передаточного диска образована в виде направляющей поверхности.In FIG. 13 is a diagram of the design of the transfer disc in the sterile assembly of FIG. 12, in which each of the two end sides of the transfer disc is formed as a guide surface.
На фиг. 14 представлена схема конструкции передаточного диска в стерильном узле фиг. 12, в котором одна торцевая сторона передаточного диска образована в виде направляющей поверхности, а другая торцевая сторона передаточного диска образована в виде сопряженной поверхности.In FIG. 14 is a diagram of the design of the transfer disc in the sterile assembly of FIG. 12, in which one end side of the transfer disc is formed as a guide surface, and the other end side of the transfer disc is formed as a mating surface.
На фиг. 15 представлена схема конструкции передаточного диска в стерильном узле фиг. 12, в котором одна торцевая сторона передаточного диска образована в виде направляющей поверхности, а другая торцевая сторона передаточного диска имеет, образованную на ней защитную стенку.In FIG. 15 is a diagram of the design of the transfer disc in the sterile assembly of FIG. 12, in which one end side of the transfer disc is formed as a guide surface, and the other end side of the transfer disc has a protective wall formed thereon.
На фиг. 16 представлена схема конструкции стерильного узла согласно варианту осуществления настоящего раскрытия, в котором расположены две стерильные пластины.In FIG. 16 is a diagram of the construction of a sterile assembly according to an embodiment of the present disclosure, in which two sterile plates are located.
На фиг. 17 представлена схема конструкции хирургического инструмента согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.In FIG. 17 is a diagram of the construction of a surgical instrument according to an embodiment of the present disclosure.
На фиг. 18 представлен схематичный укрупненный вид секции A на фиг. 17.In FIG. 18 is a schematic enlarged view of section A in FIG. 17.
На фигурахOn figures
10 - консоль хирурга; 20 - хирургическая стойка; 30 - пациентская стойка;10 - surgeon's console; 20 - surgical rack; 30 - patient stand;
100 - приводной узел;100 - drive unit;
200 - стерильный узел;200 - sterile node;
300 - хирургический инструмент;300 - surgical instrument;
310 - инструментальный наконечник; 320- вал инструмента;310 - tool tip; 320 - tool shaft;
400 - троакар;400 - trocar;
1000 - передаточный узел;1000 - transmission unit;
1100 - первый передаточный диск;1100 - the first transfer disk;
1110 - первая соединительная бабка; 1120 - второе соединительное отверстие; 1130- фиксирующее отверстие; 1140 - первый установочный штифт;1110 - the first connecting headstock; 1120 - second connecting hole; 1130 - fixing hole; 1140 - first locating pin;
1200 - второй передаточный диск;1200 - second transfer disk;
1210 - первое установочное отверстие; 1220 - второй установочный штифт; 1230- ограничительный буртик;1210 - the first mounting hole; 1220 - second locating pin; 1230 - restrictive shoulder;
1300 - третий передаточный диск;1300 - the third transfer disk;
1310 - вторая соединительная бабка; 1320 - второе соединительное отверстие; 1330 - второе установочное отверстие; 1340 - принимающее отверстие; 1350 - ограничительный выступ;1310 - second connecting headstock; 1320 - second connecting hole; 1330 - second mounting hole; 1340 - receiving hole; 1350 - restrictive ledge;
1010 - первая направляющая поверхность;1010 - first guide surface;
1011, 1011' - первые направляющие вспомогательные поверхности;1011, 1011' - the first guide auxiliary surfaces;
1020 - первый зацепляющий компонент;1020 - first engaging component;
1030 - второй зацепляющий компонент;1030 - second engaging component;
1031 - первый участок передачи движущей силы; 1032 - первый направляющий участок;1031 - the first section of the transmission of the driving force; 1032 - the first guide section;
1040 - вторая направляющая поверхность;1040 - second guide surface;
1050 - третий зацепляющий компонент;1050 - third engaging component;
1060 - четвертый зацепляющий компонент;1060 - fourth engaging component;
1061 - вторая передаточная секция; 1062 - второй направляющий участок;1061 - second transmission section; 1062 - second guide section;
1001 - первая сопряженная поверхность; 1002 - первая вмещающая канавка; 1003 - вторая сопряженная поверхность; 1004 - вторая вмещающая канавка; 1005 - первая защитная стенка; 1006 - вторая защитная стенка;1001 - first mating surface; 1002 - first containing groove; 1003 - second mating surface; 1004 - second containing groove; 1005 - the first protective wall; 1006 - second protective wall;
2000 - приводной механизм;2000 - drive mechanism;
3000 - первый корпус коробки;3000 - the first body of the box;
4000 - стерильная пластина; 4000a - первая стерильная пластина; 4000b - вторая стерильная пластина;4000 - sterile plate; 4000a - first sterile plate; 4000b - second sterile plate;
4100 - стерильная подложка; 4200 - стерильная крышка;4100 - sterile substrate; 4200 - sterile cap;
5000 - второй корпус коробки;5000 - the second body of the box;
6000 - набор магнитов для корректировки положения;6000 - a set of magnets for position correction;
6100 - первый магнит; 6200 - второй магнит;6100 - the first magnet; 6200 - second magnet;
7000 - набор магнитов против смещения;7000 - a set of anti-displacement magnets;
7100 - третий магнит; 7200 - четвертый магнит.7100 - third magnet; 7200 is the fourth magnet.
Подробное раскрытие настоящего изобретенияDetailed disclosure of the present invention
Чтобы сделать цели, преимущества и признаки настоящего раскрытия более очевидными, передаточный узел, система хирургических инструментов, хирургический робот, приводной узел, стерильный узел и хирургический инструмент, предложенные в настоящем раскрытии, описаны ниже более подробно в сочетании с чертежами. Следует отметить, что чертежи представлены в очень упрощенной форме, не обязательно выполненной в точном масштабе, с единственной целью помочь объяснить варианты осуществления настоящего раскрытия более удобным и понятным способом.To make the objects, advantages, and features of the present disclosure more apparent, the transmission assembly, surgical instrument system, surgical robot, drive assembly, sterile assembly, and surgical instrument of the present disclosure are described in more detail below in conjunction with the drawings. It should be noted that the drawings are presented in a very simplified form, not necessarily to exact scale, for the sole purpose of helping to explain embodiments of the present disclosure in a more convenient and understandable manner.
В рамках настоящего изобретения и в прилагаемой формуле изобретения формы единственного числа включают ссылки во множественном числе, и если контекст явно не следует иное, фраза «несколько» использована в значении, включающем «два или более». В рамках настоящего изобретения и в прилагаемой формуле изобретения термин «или» обычно включает в себя смысл «и/или», если в контексте явно не указано иное. Далее, термины «сборка», «связь» и «соединение» следует толковать в широком смысле. Например, соединение может быть фиксированным, разъемным или неотъемлемым соединением, механическим или электрическим соединением, прямым или непрямым соединением с одним или несколькими промежуточными элементами или внутренней связью или взаимодействием между двумя отдельными элементами. Специалисты в данной области могут понять конкретные значения вышеупомянутых терминов в соответствии с конкретными обстоятельствами. На прилагаемых чертежах одинаковые или аналогичные ссылочные позиции относятся к одним и тем же или аналогичным элементам.Within the scope of the present invention and in the appended claims, the singular forms include plural references, and unless the context clearly dictates otherwise, the phrase "several" is used in the sense that includes "two or more". Within the scope of the present invention and in the appended claims, the term "or" generally includes the meaning of "and/or" unless the context clearly indicates otherwise. Further, the terms "assembly", "connection" and "connection" should be interpreted in a broad sense. For example, a connection may be a fixed, releasable or integral connection, a mechanical or electrical connection, a direct or indirect connection to one or more intermediate elements, or an internal connection or interaction between two separate elements. Specialists in this field can understand the specific meanings of the above terms in accordance with specific circumstances. In the accompanying drawings, like or like reference numerals refer to the same or like elements.
На фиг. 1 схематично показан работающий хирургический робот согласно варианту осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 1, хирургический робот содержит станцию управления и станцию рабочих органов. Станция управления содержит консоль 10 хирурга, снабженную ведущими манипуляторами, тогда как станция рабочих органов содержит хирургическую стойку 20, пациентскую стойку 30 и другое оборудование. Пациент лежит на хирургической стойке 20 для хирургической операции. Пациентская стойка 30 снабжена роботизированными руками (не показанными на фигурах) для установки систем хирургических инструментов. Каждый элемент из роботизированной руки и системы хирургических инструментов имеет заданную отображающую взаимосвязь с ведущим манипулятором, так что между ним и каждой роботизированной рукой образовано отношение ведущий-ведомый. Каждый элемент из роботизированной руки и системы хирургических инструментов двигается в разных направлениях, следуя за движениями ведущих манипуляторов, совершая хирургическую операцию.In FIG. 1 schematically shows an operating surgical robot according to an embodiment of the present disclosure. As shown in FIG. 1, the surgical robot includes a control station and an end effector station. The control station contains the
Как показано на фиг. 2a и 2b, каждая система хирургических инструментов содержит приводной узел 100, стерильный узел 200 и хирургический инструмент 300. Хирургический инструмент 300 содержит узел инструментального короба и инструментальный наконечник 310, соединенный с узлом инструментального короба. Узел инструментального короба снабжен интерфейсом передачи. Приводной узел 100 выполнен с возможностью приведения в действие хирургического инструмента 300. Стерильный узел 200 выполнен с возможностью обеспечения среды передачи движущей силы для интерфейсов передачи приводного узла 100 и узла инструментального короба, которые расположены на противоположных сторонах стерильного пакета (например на стерильной стороне и нестерильной стороне). Интерфейс передачи, расположенный в узле инструментального короба, принимает крутящий момент, передаваемый из приводного узла 100, и приводит в движение различные сочленения инструментального наконечника 310. Хирургический инструмент 300 дополнительно содержит вал 320 инструмента. если вал 320 инструмента соединен с возможностью вращения с узлом инструментального короба, интерфейс передачи расположенная в узле инструментального короба, принимает крутящий момент, передаваемый из приводного узла 100, и приводит вал 320 инструмента во вращение вокруг своей оси.As shown in FIG. 2a and 2b, each surgical instrument system includes a
В общем, как приводной узел 100, так и стерильный узел 200 снабжены интерфейсами передачи. Интерфейсы передачи приводного узла 100 и стерильного узла 200 соответствуют интерфейсам передачи узла инструментального короба. Эти интерфейсы передачи образуют передаточный узел за счет соединения друг с другом для передачи движущей силы, обеспечиваемой приводным узлом 100 на инструментальный наконечник 310, таким образом вызывая выполнение инструментальным наконечником 310 разных движений. Кроме того, приводной узел 100 содержит коробку движущих сил и передаточные диски, расположенные на коробке движущих сил. Коробка движущих сил прикреплена к наконечнику роботизированной руки. Например, наконечник роботизированной руки содержит подвижное сочленение, а на подвижном сочленении расположена коробка движущих сил таким образом, чтобы двигаться при движениях подвижного сочленения. Стерильный узел 200 расположен на стерильном пакете и соединен с приводным узлом 100 с возможностью отсоединения. Кроме того, стерильный узел 200 содержит стерильную пластину и передаточные диски, предусмотренные на стерильной пластине. Стерильная пластина расположена с возможностью отсоединения на коробке движущих сил. Хирургический инструмент 300 соединен с возможностью отсоединения со стерильным узлом 200 через узел инструментального короба. Кроме того, узел инструментального короба дополнительно содержит инструментальный короб и передаточные диски, предусмотренные на инструментальном коробе, и инструментальный короб соединен с возможностью отсоединения со стерильной пластиной. В альтернативном варианте осуществления хирургический робот может быть полностью стерилизован с использованием специального способа, например стерилизации озоном, стерилизации пероксидом водорода и так далее). В этом случае система хирургических инструментов может содержать приводной узел 100 и хирургический инструмент 300. Соответственно, передаточный узел состоит из соединения интерфейсов передачи приводного узла 100 с соответствующими интерфейсами передачи узла инструментального короба, таким образом, чтобы передавать движущую силу, обеспечиваемую приводным узлом 100, прямо на инструментальный наконечник 310.In general, both the
Первой целью вариантов осуществления настоящего раскрытия является предоставление передаточного узла 1000, подходящего для использования в системе хирургических инструментов хирургического робота. Как показано на фиг. 5a-5g, передаточный узел 1000, представленный в вариантах осуществления настоящего раскрытия, содержит первый передаточный диск 1100, второй передаточный диск 1200 и третий передаточный диск 1300, которые расположены последовательно. Первый передаточный диск 1100 имеет первый конец и второй конец напротив первого конца. Второй передаточный диск 1200 имеет третий конец и четвертый конец напротив третьего конца. Третий конец и второй конец расположены торец к торцу. Третий передаточный диск 1300 имеет пятый конец и шестой конец напротив пятого конца. Пятый конец и четвертый конец расположены торец к торцу.The first purpose of the embodiments of the present disclosure is to provide a
Первая направляющая поверхность 1010 предоставлен на одной из торцевой стороны второго конца и торцевой стороны третьего конца. Первый зацепляющий компонент 1020 предоставлен на первой направляющей поверхности 1010, а второй зацепляющий компонент 1030 предоставлен на другой из торцевой стороны второго конца и торцевой стороны третьего конца. Вторая направляющая поверхность 1040 предоставлена на одной из торцевой стороны четвертого конца и торцевой стороны пятого конца. Третий зацепляющий компонент 1050 предоставлен на второй направляющей поверхности 1040, а четвертый зацепляющий компонент 1060 предоставлен на другой из торцевой стороны четвертого конца и торцевой стороны пятого конца.The
Второй зацепляющий компонент 1030 выполнен с возможностью скольжения вдоль первой направляющей поверхности 1010 до их зацепления с первым зацепляющим компонентом 1020, таким образом, чтобы обеспечить передачу крутящего момента между первым и вторым передаточными дисками. Четвертый зацепляющий компонент 1060 выполнен с возможностью скольжения вдоль второй направляющей поверхности 1040 до его зацепления с третьим зацепляющим компонентом 1050 таким образом, чтобы обеспечить передачу крутящего момента между вторым и третьим передаточными дисками.The second
Конфигурация первой направляющей поверхности 1010 для определения направления скольжения второго зацепляющего компонента 1030 обеспечивает точное перемещение второго зацепляющего компонента 1030 в положение, соответствующее первому зацепляющему компоненту 1020, и зацепление с первым зацепляющим компонентом 1020, позволяя таким образом избежать отказа соединения, вызванного смещением между первым передаточным диском 1100 и вторым передаточным диском 1200. Аналогичным образом, за счет конфигурации второй направляющей поверхности 1040 для направления движения четвертого зацепляющего компонента 1060 можно обеспечить быстрое зацепление между четвертым зацепляющим компонентом 1060 и третьим зацепляющим компонентом 1050, обеспечивая за счет этого соединение между вторым передаточным диском 1200 и третьим передаточным диском 1300.The configuration of the
При практическом использовании, как показано на фиг. 2b, первый передаточный диск 1100 находится в интерфейсе передачи приводного узла 100, и первый конец первого передаточного диска соединен с приводным механизмом. Второй передаточный диск 1200 находится в интерфейсе передачи стерильного узла 200. Третий передаточный диск 1300 находится в интерфейсе передачи узла инструментального короба и соединен с инструментальным наконечником 310 через механизм передачи. В связи с этим первый передаточный диск 1100, второй передаточный диск 1200 и третий передаточный диск 1300 сцеплены друг с другом с получением передаточного узла 1000 и передают движущую силу, обеспечиваемую приводным механизмом, на инструментальный наконечник 310 для управления движения инструментального наконечника 310.In practical use, as shown in Fig. 2b, the
Кроме того, первый зацепляющий компонент 1020 может представлять собой углубление, а второй зацепляющий компонент 1030 может представлять собой выступ, соответствующий углублению. Третий зацепляющий компонент 1050 может представлять собой углубление, а четвертый зацепляющий компонент 1060 может представлять собой выступ, соответствующий углублению.In addition, the first engaging
Кроме того, первая направляющая поверхность имеет по меньшей мере одну вершину и по меньшей мере одну впадину, которые распределены по окружности вдоль торцевой стороны конца, на котором образована первая направляющая поверхность. Вторая направляющая поверхность имеет по меньшей мере одну вершину и по меньшей мере одну впадину, которые распределены по окружности вдоль торцевой стороны конца, на котором образована вторая направляющая поверхность. Кроме того, во впадине первой направляющей поверхности 1010 предоставлен первый зацепляющий компонент 1020, а во впадине второй направляющей поверхности 1040 предоставлен третий зацепляющий компонент 1050. В связи с этим второй зацепляющий компонент 1030 может скользить по первой направляющей поверхности 1010 вдоль направления от вершины к впадине до зацепления второго зацепляющего компонента с первым зацепляющим компонентом 1020. В этом процессе, то есть процессе скольжения из конфигурации взаимного смещения на вершине первой направляющей поверхности в конфигурацию взаимного зацепления во впадине первой направляющей поверхности, осевой размер передаточного узла 1000 постепенно уменьшается, то есть изменение осевого положения между вершиной и впадиной первой направляющей поверхности 1010 позволяет компенсировать изменение осевого размерa передаточного узла 1000 вследствие зацепления первого зацепляющего компонента 1020 со вторым зацепляющим компонентом 1300. Аналогичным образом, четвертый зацепляющий компонент 1060 может скользить по второй направляющей поверхности 1040 вдоль направления от вершины к впадине до зацепления четвертого зацепляющего компонента с третьим зацепляющим компонентом 1050. Изменение осевого положения между вершиной и впадиной второй направляющей поверхности 1040 позволяет компенсировать изменение осевого размерa передаточного узла 1000 вследствие зацепления третьего зацепляющего компонента 1050 с четвертым зацепляющим компонентом 1060.In addition, the first guiding surface has at least one top and at least one trough, which are distributed around the circumference along the end side of the end on which the first guiding surface is formed. The second guiding surface has at least one top and at least one trough, which are distributed around the circumference along the end side of the end on which the second guiding surface is formed. In addition, a
Кроме того, на первой направляющей поверхности 1010 может иметься один или несколько первых зацепляющих компонентов 1020. Предпочтительно, на соответствующей торцевой стороне центрально-симметрично расположены по меньшей мере два первых зацепляющих компонента 1020. Аналогичным образом, на вторых направляющих поверхностях 1040 может иметься один или несколько третьих зацепляющих компонентов 1050. Предпочтительно, на соответствующей торцевой стороне центрально-симметрично расположены по меньшей мере два третьих зацепляющих компонента 1050.In addition, the
Кроме того, форма и размер первой направляющей поверхности 1010 и второй направляющей поверхности 1040 могут быть идентичными или нет. Количества вершин и впадин на первой направляющей поверхности 1010 и второй направляющей поверхности 1040 могут быть идентичными или нет. Количество, форма и размер первых зацепляющих компонентов 1020 и третьих зацепляющих компонентов 1050 могут быть идентичными или нет. Вторые зацепляющие компоненты 1030 могут иметься в количестве, сопоставимом с количеством первых зацепляющих компонентов 1020. то есть количество вторых зацепляющих компонентов 1030 может быть либо таким же как количество первых зацепляющих компонентов 1020, либо нет. В последнем случае количество первых зацепляющих компонентов 1020 больше количества вторых зацепляющих компонентов 1030, и вторые зацепляющие компоненты 1030 расположены таким же образом, как по меньшей мере некоторые из первых зацепляющих компонентов 1030. Аналогичным образом, четвертые зацепляющие компоненты 1060 могут иметься в количестве, сопоставимом с количеством третьих зацепляющих компонентов 1050. Конкретные конфигурации в этих аспектах могут определяться практическими потребностями.In addition, the shape and size of the
Конструкция передаточного узла 1000 будет описана подробно ниже со ссылкой на приложенные чертежи. В следующих разных вариантах осуществления первая направляющая поверхность 1010 идентична второй направляющей поверхности 1040. Соответственно, количество первых зацепляющих компонентов 1020 такое же как количество третьих зацепляющих компонентов 1050, и каждый из первых зацепляющих компонентов 1020, вторых зацепляющих компонентов 1030, третьих зацепляющих компонентов 1050 и четвертых зацепляющих компонентов 1060 центрально-симметрично представлен на соответствующих торцевых сторонах. Однако настоящее раскрытие не ограничено этими конфигурациями. Кроме того, для облегчения описания плоскость, перпендикулярная оси передаточного узла 1000, ниже называется «эталонная плоскость».The structure of the
Далее сделана ссылка на фиг. 5a-5g. На фиг. 5a представлена схема конструкции передаточного узла 1000 согласно варианту осуществления 1. На фиг. 5b и 5c представлены схемы конструкции первого передаточного диска 1100. На фиг. 5d и 5e представлены схемы конструкции второго передаточного диска 1200. На фиг. 5f и 5g представлены схемы конструкции третьего передаточного диска 1300. В этом варианте осуществления проекции каждого первого передаточного диска 1100, второго передаточного диска 1200 и третьего передаточного диска 1300 на эталонной плоскости являются кольцевыми, то есть каждый из первого передаточного диска 1100, второго передаточного диска 1200 и третьего передаточного диска 1300 имеет кольцевой замкнутый контур. Кроме того, проекция каждой из первой направляющей поверхности 1010 и второй направляющей поверхности 1040 на эталонной плоскости является кольцевой. В альтернативных вариантах осуществления первый передаточный диск 1100, второй передаточный диск 1200 и третий передаточный диск 1300 могут принимать другие формы, такие как пятиэлементная структура. В этих случаях для каждого первого передаточного диска 1100, второго передаточного диска 1200 и третьего передаточного диска 1300 радиус его проекции на эталонной плоскости определяется как наибольшее расстояние от центра до края, а его диаметр определяется как двойной радиус. Кроме того, независимо от конкретных форм этих дисков пространство, занятое вращением каждого диска все же принимает форму вращающегося тела, такого как цилиндр, кольцевой усеченный конус или конус. Следовательно, проекцию каждого первого передаточного диска 1100, второго передаточного диска 1200 и третьего передаточного диска 1300 на эталонной плоскости можно рассматривать как круг по его центру и радиус.Next, reference is made to FIG. 5a-5g. In FIG. 5a is a schematic diagram of the construction of the
Как показано на фиг. 5b, в этом варианте осуществления первый конец первого передаточного диска 1100 может быть соединен с приводным механизмом. Конкретно, на первом конце может иметься первая соединительная бабка 1110, а в первой соединительной бабке 1110 может иметься первое соединительное отверстие 1120, выполненное с возможностью приема в нем выходного вала приводного механизма. Кроме того, в боковой стенке первой соединительной бабки 1110 предоставлено фиксирующее отверстие 1130, сообщающееся с первым соединительным отверстием 1120. Фиксирующее отверстие 1130 выполнено с возможностью вызывать синхронизированное вращение выходного вала приводного механизма с первым передаточным диском 1100. Предпочтительно, ось фиксирующего отверстия 1130 перпендикулярна оси первого соединительного отверстия 1120. Приводной механизм, например выходной вал двигателя, может быть вставлен в первое соединительное отверстие 1120, а для фиксации выходного вала двигателя в фиксирующем отверстии 1130 используют фиксирующее крепежное приспособление.As shown in FIG. 5b, in this embodiment, the first end of the
Как показано на фиг. 5c, торцевая сторона второго конца первого передаточного диска 1100 имеет первую направляющую поверхность 1010, образованную на ней. Первая направляющая поверхность 1010 имеет две вершины и две впадины, которые расположены вдоль окружности второго конца. Кроме того, две вершины симметричны друг другу относительно центра первой направляющей поверхности 1010, а две впадины также симметричны друг другу относительно центра первой направляющей поверхности 1010. в каждой впадине предоставлен один первый зацепляющий компонент 1020. Предпочтительно, в центре торцевой стороны второго конца предоставлен первый установочный штифт 1140, проходящий в осевом направлении. Первый установочный штифт 1140 выполнен с возможностью облегчения размещения, когда первый передаточный диск 1100 сцеплен со вторым передаточным диском 1200. Кроме того, кольцевая проекция первой направляющей поверхности 1010 на эталонной плоскости имеет диаметр d. то есть осевая проекция первой направляющей поверхности 1010 имеет диаметр d. Кроме того, первая направляющая поверхность 1010 имеет осевое расстояние от вершины до впадины h, что удовлетворяет условию h≥1/10d.As shown in FIG. 5c, the end side of the second end of the
Кроме того, на торцевой стороне третьего конца образована первая сопряженная поверхность 1001, а на первой сопряженной поверхности 1001 предоставлены вторые зацепляющие компоненты 1020. Этот вариант осуществления не ограничен какой-либо конкретной формой первой сопряженной поверхности 1001 при условии, что она не препятствует движению вторых зацепляющих компонентов 1030 вдоль первой направляющей поверхности 1010 и зацеплению вторых зацепляющих компонентов 1030 с первыми зацепляющими компонентами 1020. Другими словами, первая сопряженная поверхность 1001 может либо контактировать с первой направляющей поверхностью 1010, либо нет. Предпочтительно, когда вторые зацепляющие компоненты 1030 находятся в зацеплении с первыми зацепляющими компонентами 1020, первая направляющая поверхность 1010 по меньшей мере частично подходит к первой сопряженной поверхности 1001.In addition, the
Как показано на фиг. 5d, два вторых зацепляющих компонента 1030 расположены на третьем конце второго передаточного диска 1200. Предпочтительно, два вторых зацепляющих компонента 1030 расположены симметрично относительно центра торцевой стороны третьего конца. В этом варианте осуществления первая сопряженная поверхность 1001 имеет две вершины и две впадины, которые расположены вдоль окружности третьего конца. На каждой из двух вершин предоставлен один второй зацепляющий компонент 1030. Кроме того, во впадине может иметься первая вмещающая канавка 1002 для приема вершины первой направляющей поверхности 1010. Первая сопряженная поверхность 1001 может по существу упираться в первую направляющую поверхность 1010. За счет предоставления первой сопряженной поверхности 1001, когда вторые зацепляющие компоненты 1030 находятся в зацеплении с первыми зацепляющими компонентами 1020 для передачи, можно избежать чрезмерной длины осевого вылета вторых зацепляющих компонентов 1030, таким образом улучшая состояние напряжения вторых зацепляющих компонентов 1030 и увеличивая срок службы вторых зацепляющих компонентов 1030. Кроме того, первая сопряженная поверхность 1001 также может повысить конструктивную прочность второго передаточного диска 1200.As shown in FIG. 5d, two
Снова со ссылкой на фиг. 5d второй зацепляющий компонент 1030 может содержать первый участок 1031 передачи движущей силы и первый направляющий участок 1032, которые соединены вместе. Конец первого участка 1031 передачи движущей силы, удаленный от первого направляющего участка 1032, соединен с первой сопряженной поверхностью 1001, а первый участок 1031 передачи движущей силы выполнен с возможностью передачи крутящего момента, когда он входит в зацепление с первыми зацепляющими компонентами 1020. Этот вариант осуществления не ограничен какой-либо конкретной формой первого участка 1031 передачи движущей силы при условии, что он может образовать контакт по окружности (например точечный контакт, линейный контакт или поверхностный контакт), когда он входит в зацепление с первым зацепляющим компонентом 1020. Предпочтительно, проекция первого участка 1031 передачи движущей силы на эталонной плоскости имеет форму, соответствующую форме проекции первого зацепляющего компонента на эталонной плоскости. Например, когда проекция первого зацепляющего компонента 1020 на эталонной плоскости имеет форму серпообразного эллипсоида, проекция первого участка 1031 передачи движущей силы на эталонной плоскости также имеет форму серпообразного эллипсоида, то есть первый зацепляющий компонент 1020 представляет собой углубление с формой серпообразного эллипсоида. В данном случае углубление с формой серпообразного эллипсоида относится к углублению, образованному двумя боковыми плоскостями и одной переходной поверхностью и имеющему открытый конец, где две боковые плоскости параллельны друг другу, а открытый конец углубления расположен на стороне, удаленной от оси второго передаточного диска 1200. Первый участок 1031 передачи движущей силы также образован двумя боковыми плоскостями и одной переходной поверхностью. Альтернативно, проекция первого зацепляющего компонента 1020 на эталонной плоскости имеет форму веера. В этом случае веерообразное углубление также имеет открытый конец, удаленный от оси второго передаточного диска 1200. Проекция первого участка 1031 передачи движущей силы на эталонной плоскости также имеет форму веера, который, однако имеет угол немного меньше угла веера, образованного первым зацепляющим компонентом 1020.Again with reference to FIG. 5d, the
Первый направляющий участок 1032 выполнен с возможностью контакта с первой направляющей поверхностью 1010 и с возможностью скольжения вдоль первой направляющей поверхности 1010. Конкретно, первый направляющий участок 1032 может иметь клинообразную конструкцию и может содержать две клиновидные поверхности. Две клиновидные поверхности стыкуются на конце первого направляющего участка 1032, удаленного от первого участка 1031 передачи движущей силы с образованием линии пересечения, которая контактирует с первой направляющей поверхностью 1010. В альтернативных конструкциях две клиновидные поверхности соединены изогнутой переходной поверхностью на конце, удаленном от первого участка 1031 передачи движущей силы. В связи с этим между первым направляющим участком 1032 и первой направляющей поверхностью 1010 может быть образован линейный или поверхностный контакт. Альтернативно, первый направляющий участок 1032 имеет вершину на конце, удаленном от первого участка 1031 передачи движущей силы, а между вершиной и первой направляющей поверхностью 1010 образован точечный контакт. Другими словами, этот вариант осуществления не ограничен какой-либо конкретной формой первого направляющего участка 1032 при условии, что, когда второй передаточный диск 1200 подвергается воздействию осевой внешней силы, а два первых направляющих участка 1032 входят в контакт с первой направляющей поверхностью 1010, два первых направляющих участка 1032 подвергаются воздействию неуравновешенных сил и могут таким образом двигаться вдоль первой направляющей поверхности 1010 попадать в зацепление с первыми зацепляющими компонентами 1020. В данном случае осевая внешняя сила относится не только к внешней силе, параллельной осевому направлению и направленной в сторону второго передаточного диска, но также к внешней силе, направленной в сторону второго передаточного диска и имеющей компонент, параллельный осевому направлению. Кроме того, поверхность клинообразной конструкции может представлять собой непрерывную изогнутую поверхность.The
Кроме того, первое установочное отверстие 1210 предоставлено в центре третьего конца второго передаточного диска 1200. Первое установочное отверстие 1210 выполнено так, чтобы соответствовать первому установочному штифту 1140 первого передаточного диска 1100 для облегчения концентрического расположения первого передаточного диска 1100 и второго передаточного диска 1200. Четвертый конец второго передаточного диска 1200 и пятый конец третьего передаточного диска 1300 могут быть сконструированы также, поэтому их подробное описание пропущено.In addition, the
Как показано на фиг. 5e, торцевая сторона четвертого конца второго передаточного диска 1200 образует вторую направляющую поверхность 1040, и две вершины и две впадины расположены на второй направляющей поверхности 1040 вдоль окружности четвертого конца. Кроме того, во впадинах второй направляющей поверхности 1040 предусмотрены третьи зацепляющие компоненты 1050. в соответствующих впадинах предусмотрены два зацепляющих компонента 1050. Кроме того, проекция второй направляющей поверхности 1040 на эталонной плоскости представляет собой круг, имеющий диаметр d', и вторая направляющая поверхность 1040 имеет осевое расстояние от вершины до впадины h', что удовлетворяет условию h'≥1/10d'.As shown in FIG. 5e, the end side of the fourth end of the
Со ссылкой на фиг. 5f торцевая сторона пятого конца третьего передаточного диска 1300 снабжена двумя четвертыми зацепляющими компонентами 1060. Предпочтительно, торцевая сторона пятого конца образует вторую сопряженную поверхность 1003, а на второй сопряженной поверхности 1003 вдоль окружности пятого конца расположены две вершины и две впадины. Кроме того, один четвертый зацепляющий компонент 1060 предоставлен на каждой вершине, а в каждой впадине может иметься вторая вмещающая канавка 1004 для размещения вершины второй направляющей поверхности 1040. Предпочтительно, когда четвертые зацепляющие компоненты 1060 находятся в зацеплении с третьими зацепляющими компонентами 1050, вторая направляющая поверхность 1040 по меньшей мере частично совпадает со второй сопряженной поверхностью 1003. За счет предоставления второй сопряженной поверхности 1003 и конфигурирования четвертых зацепляющих компонентов 1060 на вершинах второй сопряженной поверхности 1003 можно избежать чрезмерной длины осевого вылета четвертых зацепляющих компонентов 1060, таким образом улучшая состояние напряжения четвертых зацепляющих компонентов 1060 и увеличивая срок службы вторых зацепляющих компонентов 1030, когда четвертые зацепляющие компоненты 1060 попадают в зацепление с третьими зацепляющими компонентами 1050 для передачи. Кроме того, третья сопряженная поверхность 1001 также может повысить конструктивную прочность третьего передаточного диска 1300.With reference to FIG. 5f, the end side of the fifth end of the
Снова со ссылкой на фиг. 5f четвертые зацепляющие компоненты 1060 могут иметь аналогичную конструкцию, что и вторые зацепляющие компоненты 1030. Четвертый зацепляющий компонент 1060 может содержать второй участок 1061 передачи движущей силы и второй направляющий участок 1062, которые соединены вместе. Конец второго участка 1061 передачи движущей силы, удаленный от второго направляющего участка 1062, соединен со второй сопряженной поверхностью, а второй участок 1061 передачи движущей силы выполнен с возможностью передачи крутящего момента, когда он входит в зацепление с третьими зацепляющими компонентами 1050. Этот вариант осуществления не ограничен какой-либо конкретной формой второго участка 1061 передачи движущей силы при условии, что он может образовать контакт по окружности (например точечный контакт, линейный контакт или поверхностный контакт) с третьим зацепляющим компонентом 1050, когда он входит в зацепление с третьим зацепляющим компонентом 1050. Предпочтительно, проекция второго участка 1061 передачи движущей силы на эталонной плоскости имеет форму, соответствующую форме проекции первого зацепляющего компонента на эталонной плоскости. Например, когда проекция первого зацепляющего компонента 1020 на эталонной плоскости имеет форму серпообразного эллипсоида, поперечное сечение второго участка 1061 передачи движущей силы, перпендикулярное оси, может также иметь форму серпообразного эллипсоида. Альтернативно, когда проекция первого зацепляющего компонента 1020 на эталонной плоскости имеет форму веера, поперечное сечение второго участка 1061 передачи движущей силы, перпендикулярное оси, может также иметь форму веера.Again with reference to FIG. 5f, the
Второй направляющий участок 1062 выполнен с возможностью контакта со второй направляющей поверхностью 1040 и с возможностью скольжения вдоль второй направляющей поверхности 1040. Конкретно, второй направляющий участок 1062 может иметь клинообразную конструкция и может содержать две клиновидные поверхности. Две клиновидные поверхности стыкуются на конце второго направляющего участка 1062, удаленном от второго участка 1061 передачи движущей силы с образованием линии пересечения, которая контактирует со второй направляющей поверхностью 1040. В альтернативных конструкциях две клиновидные поверхности соединены изогнутой переходной поверхностью на конце, удаленном от второго участка 1061 передачи движущей силы. В связи с этим линейный или поверхностный контакт может быть образован между вторым направляющим участком 1062 и второй направляющей поверхностью 1040. Альтернативно, второй направляющий участок 1062 имеет вершину на конце, удаленном от второго участка 1061 передачи движущей силы, а между вершиной и второй направляющей поверхностью 1060 образован точечный контакт. Другими словами, этот вариант осуществления не ограничен какой-либо конкретной формой второго направляющего участка 1062 при условии, что, когда третий передаточный диск 1300 подвергается воздействию осевой внешней силы, а два вторых направляющих участка 1062 входят в контакт со второй направляющей поверхностью 1040, два вторых направляющих участка 1062 подвергаются воздействию неуравновешенных сил и могут таким образом двигаться вдоль второй направляющей поверхности 1040, попадая в зацепление с третьими зацепляющими компонентами 1050. Аналогичным образом, поверхность клинообразной конструкции может представлять собой непрерывную изогнутую поверхность.The
В этом варианте осуществления первые зацепляющие компоненты 1020 идентичны третьим зацепляющим компонентам 1050. Соответственно, вторые зацепляющие компоненты 1030 могут быть идентичны четвертым зацепляющим компонентам 1060. В альтернативных вариантах осуществления первые зацепляющие компоненты 1020 могут отличаться от третьих зацепляющих компонентов 1050. Соответственно, вторые зацепляющие компоненты 1030 могут также отличаться от четвертых зацепляющих компонентов 1060.In this embodiment, the first
Как показано на фиг. 5g, шестой конец третьего передаточного диска 1300 может быть соединен с передаточным модулем узла инструментального короба для передачи крутящего момента. Конкретно, на шестом конце может иметься вторая соединительная бабка 1310, и вторая соединительная бабка 1310 может быть снабжена вторым соединительным отверстием 1320. Этот вариант осуществления не ограничен какой-либо конкретной конструкцией передаточного модуля. Например, передаточный модуль может содержать вращающийся элемент, гибкий элемент и группу направляющих шкивов. Гибкий элемент выполнен с возможностью соединения вращающегося элемента с сочленением инструментального наконечника 410. Группа направляющих шкивов выполнена с возможностью изменения направления продолжения гибкого элемента. Вращающийся элемент выполнен с возможностью приведения в действие сочленения инструментального наконечника 410 для перемещения посредством гибкого элемента. Второе соединительное отверстие 1320 выполнено с возможностью фиксированного соединения с вращающимся элементом или с возможностью отсоединения для передачи крутящего момента в передаточный модуль.As shown in FIG. 5g, the sixth end of the
Иллюстративный способ использования передаточного узла 1000 согласно этому варианту осуществления описан следующим образом: второй конец первого передаточного диска 1100 размещают торец к торцу с третьим концом второго передаточного диска 1200, а четвертый конец второго передаточного диска 1200 размещают торец к торцу с пятым концом третьего передаточного диска 1300. После этого второй зацепляющий компонент 1030 скользит вдоль первой направляющей поверхности 1010 до его попадания в первый зацепляющий компонент 1020 и зацепления с первым зацепляющим компонентом 1020, а четвертый зацепляющий компонент 1060 скользит вдоль второй направляющей поверхности 1040 до его попадания в третий зацепляющий компонент 1050 и зацепления с третьим зацепляющим компонентом 1050. Когда первый конец первого передаточного диска 1100 соединен с приводным механизмом, а приводной механизм приводит во вращение первый передаточный диск 1100, вторые зацепляющие компоненты 1030 будут взаимодействовать с первыми зацепляющими компонентами 1020 для передачи крутящего момента, чтобы вращать второй передаточный диск 1200 с первым передаточным диском 1100. Кроме того, четвертые зацепляющие компоненты 1060 будут взаимодействовать с третьими зацепляющими компонентами 1050 для передачи крутящего момента, чтобы вращать третий передаточный диск 1300.An exemplary method of using the
В дополнительной модификации, как показано на фиг. 5c, первые направляющие поверхности 1010 содержат первые направляющие вспомогательные поверхности 1011 и вторые направляющие вспомогательные поверхности 1011'. Первые направляющие вспомогательные поверхности 1011 и вторые направляющие вспомогательные поверхности 1011' стыкуются на вершинах и образуют две линии пересечения. Две линии пересечения проецируют на эталонную плоскость для получения линий проекции, маркированных как первая линия проекции и третья линия проекции. Как показано на фиг. 5d, второй зацепляющий компонент 1030 содержит первые направляющие участки 1032, причем каждый первый направляющий участок 1032 содержит две клиновидные поверхности. Две клиновидные поверхности стыкуются с образованием линии пересечения. линии пересечения проецируют на эталонную плоскость для получения линий проекции, маркированных как вторая линия проекции и четвертая линия проекции. В зависимости от форм направляющей поверхности и клиновидных поверхностей линии проекции с первой по четвертую могут быть прямыми или иметь S-, C-, L- или иную форму, которая в этом варианте осуществления особо не ограничена. Первая, вторая, третья и четвертая линии проекции выполнены таким образом, что, когда вторые зацепляющие компоненты 1030 входят в контакт с первой направляющей поверхностью 1010, первая линия проекции полностью или частично совпадает со второй линией проекции, а третья линия проекции полностью или частично совпадает с четвертой линией проекции. Альтернативно, первая линия проекции лежит на одной прямой с третьей линией проекции, а вторая линия проекции лежит на одной прямой с четвертой линией проекции. Предпочтительно, первая и третья линии проекции находятся на одной прямой, и пересекаются с осью передаточного узла 1000. Конфигурации линий проекции с первой по четвертую обеспечивают достижение того, что каждый из приведенных выше первых направляющих участков 1032 подвергается воздействию неуравновешенной силы, когда он входит в контакт с первой направляющей поверхностью 1010, которая может вызывать перемещение вторых зацепляющих компонентов 1030 вдоль первой направляющей поверхности и входить в зацепление с первыми зацепляющими компонентами, таким образом обеспечивая передачу крутящего момента между первым передаточным диском и вторым передаточным диском. Аналогичным образом, вторая направляющая поверхность 1040 имеет пятую и седьмую линии проекции, а вторые направляющие участки 1062 имеют шестую и восьмую проекции. линии проекции с пятой по восьмую выполнены аналогично описанным выше линиям проекции, так что каждый из вторых направляющих участков 1062 подвергается воздействию неуравновешенной силы, когда он находится в контакте со второй направляющей поверхностью 1040.In a further modification, as shown in FIG. 5c, the
Кроме того, когда направляющие вспомогательные поверхности соединены переходной поверхностью, между двумя направляющими вспомогательными поверхностями не существует четкой линии пересечения. Аналогичным образом, когда две клиновидные поверхности направляющего участка соединены переходной поверхностью, между двумя клиновидными поверхностями не существует четкой линии пересечения. В этих случаях линия пересечения образована следующим образом. Переходная поверхность разрезана группой плоских или изогнутых воображаемых режущих поверхностей, и между переходной поверхностью и группой плоских или изогнутых воображаемых режущих поверхностей образована группа линий пересечения разреза. Соединительная линия, образованная за счет соединения каждой из характерных точек группы линий пересечения разреза, образована в виде линии пересечения. Например, характерная точка является самой высокой точкой линии пересечения разреза в направлении по оси передаточного диска. Как показано на фиг. 6a (в качестве примера для иллюстрации взят второй передаточный диск 1200 на фиг. 6a), количество плоских или изогнутых воображаемых режущих поверхностей составляет по меньшей мере две. На фиг. 6a представлено три изогнутых воображаемых режущих поверхностей P1, P2 и P3, а самая высокая точка относится к точке на линии пересечения, которая находится дальше всего от центра второго передаточного диска 1200 вдоль осевого направления второго передаточного диска 1200.In addition, when the guide subsurfaces are connected by a transition surface, there is no distinct intersection line between the two guide subsurfaces. Likewise, when two wedge-shaped surfaces of the guide section are connected by a transition surface, there is no distinct line of intersection between the two wedge-shaped surfaces. In these cases, the intersection line is formed as follows. The transition surface is cut by a group of flat or curved imaginary cutting surfaces, and a group of cut intersection lines is formed between the transition surface and the group of flat or curved imaginary cutting surfaces. The connecting line formed by connecting each of the characteristic points of the group of section intersection lines is formed as an intersection line. For example, the characteristic point is the highest point of the line of intersection of the cut in the direction along the axis of the transfer disk. As shown in FIG. 6a (taking the
В качестве другого примера плоские воображаемые режущие поверхности могут быть расположены параллельно оси передаточного диска, а группой изогнутых воображаемых режущих поверхностей могут быть соосные цилиндрические поверхности. Как показано на фиг. 6a, первый направляющий участок 1032 второго зацепляющего компонента 1030 содержит две клиновидные поверхности. Две клиновидные поверхности соединены переходной поверхностью. Для получения второй и четвертой линий проекции плоские воображаемые режущие поверхности, параллельные оси передаточного узла 1000 можно использовать для разрезания первого направляющего участка 1032. Как показано на фиг. 6b, плоские воображаемые режущие поверхности образуют линии пересечения разреза с первым направляющим участком 1032, и берут самые высокие точки (то есть точку A, показанную на фиг. 6) линий пересечения разреза. Когда количество режущих поверхностей по меньшей мере две, можно взять по меньшей мере две самые высокие точки. все эти самые высокие точки проецируют на эталонную плоскость для получения точек проекции, и точки проекции соединяют для получения второй или четвертой линия проекции. В общем, чем больше используют режущих поверхностей, тем выше будет точность полученной второй или четвертой линия проекции. если второй направляющий участок 1062 четвертых зацепляющих компонентов 1060 выполнен таким же образом, то соответствующие линии проекции получают с использованием того же способа. Аналогичным образом, вторая направляющая поверхность 1040 выполнена идентично первой направляющей поверхности 1010, а четвертые зацепляющие компоненты 100 выполнены идентично вторым зацепляющим компонентам 1030.As another example, the flat imaginary cutting surfaces may be parallel to the axis of the transfer disc and the group of curved imaginary cutting surfaces may be coaxial cylindrical surfaces. As shown in FIG. 6a, the
Кроме того, в этом варианте осуществления первая направляющая поверхность 1010 состоит из ряда изогнутых поверхностей, ряда плоских поверхностей или одной непрерывной изогнутой поверхности. Аналогично, вторая направляющая поверхность 1040 состоит из ряда изогнутых поверхностей, ряда плоских поверхностей или одной непрерывной изогнутой поверхности. Первая сопряженная поверхность 1001 состоит из ряда изогнутых поверхностей, ряда плоских поверхностей или одной непрерывной изогнутой поверхности. Вторая сопряженная поверхность 1003 выполнена таким же образом. Фактически, для каждого первого передаточного диска 1100, второго передаточного диска 1200 и третьего передаточного диска 1300 предпочтительно, чтобы все пересекающиеся поверхности плавно переходили от одной к другой таким образом, чтобы избежать какого-либо острого стыка, который может вызывать повреждение у пользователя.Further, in this embodiment, the
Далее сделана ссылка на фиг. 7a и 7b, на которых схематично представлена конструкция варианта осуществления 1. Как показано на фиг. 7a и 7b, на втором конце первого передаточного диска 1100 образована первая направляющая поверхность 1010. Первая направляющая поверхность 1010 имеет одну вершину и одну впадину, которые расположены в направлении по окружности второго конца. Соответственно, предусмотрены один первый зацепляющий компонент 1020 и один второй зацепляющий компонент 1030. Вторая направляющая поверхность 1040 образована на четвертом конце второго передаточного диска 1200. Вторая направляющая поверхность 1040 имеет одну вершину и одну впадину, которые расположены в направлении по окружности четвертого конца. Соответственно, предусмотрены один третий зацепляющий компонент 1050 и один четвертый зацепляющий компонент 1060. Кроме того, в этом варианте осуществления предпочтительно первый установочный штифт 1140 предоставлен в центре второй торцевой стороны первого передаточного диска 1010, а в центре третьей торцевой стороны второго передаточного диска 1200 предоставлено первое установочное отверстие 1210, совпадающее с первым установочным штифтом 1140. Второй установочный штифт 1220 предоставлен в центре четвертой торцевой стороны второго передаточного диска 1200, а в центре пятой торцевой стороны третьего передаточного диска 1300 предоставлено второе установочное отверстие 1330, совпадающее со вторым установочным штифтом 1220. За счет совпадения первого установочного штифта 1140 и первого установочного отверстия 1210 и совпадения второго установочного штифта 1220 и второго установочного отверстия 1330 можно обеспечить безопасность процесса передачи, когда выполнены только один первый зацепляющий компонент 1020, один второй зацепляющий компонент 1030, один третий зацепляющий компонент 1050 и один четвертый зацепляющий компонент 1060.Next, reference is made to FIG. 7a and 7b, which schematically show the structure of Embodiment 1. As shown in FIG. 7a and 7b, a
Фактически, количества вершин и впадин на первой направляющей поверхности 1010 определяют в зависимости от количества первого зацепляющего компонента (компонентов) 1020, в то время как количество первого зацепляющего компонента (компонентов) определяют в зависимости от требуемого устойчивого к отказам угла. В общем, больший устойчивый к отказам угол требует меньшего количества первых зацепляющих компонентов.In fact, the numbers of peaks and valleys on the
Например, когда устойчивый к отказам угол составляет 180°, нужно по меньшей мере два первых зацепляющих компонента 1020. Термин «устойчивый к отказам угол» будет объяснен подробно ниже. Кроме того, толщина (размер в направлении передачи крутящего момента) первого зацепляющего компонента 1020 относится к величине крутящего момента. Больший крутящий момент требует большей толщины первого зацепляющего компонента 1020. Принцип конфигурирования первой направляющей поверхности 1010 также применим ко второй направляющей поверхности 1040. Кроме того, для случая, когда имеется два или более первых зацепляющих компонента 1020, два или более вторых зацепляющих компонента 1030, два или более третьих зацепляющих компонента 1050 и два или более четвертых зацепляющих компонента 1060, в зависимости от обстоятельств может иметься первый установочный штифт 1140 и второй установочный штифт 1220.For example, when the fail-safe angle is 180°, at least the first two engaging
Далее сделана ссылка на фиг. 7c и 7d, на которых схематично представлена конструкция другого варианта осуществления 1. Как показано на фиг. 7c и 7d, первая направляющая поверхность 1010 образована на втором конце первого передаточного диска 1100, а на первой направляющей поверхности 1010 предусмотрены три вершины и три впадины. Кроме того, первая направляющая поверхность 1010 является кольцеобразной и частично покрывает часть второго конца первого передаточного диска 1100. предусмотрено три первых зацепляющих компонента 1020 и три вторых зацепляющих компонента 1030.Next, reference is made to FIG. 7c and 7d, which schematically show the construction of another embodiment 1. As shown in FIG. 7c and 7d, the
Далее сделана ссылка на фиг. 7e и 7f, на которых схематично представлена конструкция дополнительного варианта осуществления 1. Как показано на фиг. 7e и 7f, первая сопряженная поверхность 1001 предоставлена на втором конце первого передаточного диска 1100. Первая направляющая поверхность 1010 образована на третьем конце второго передаточного диска 1200, а вторая направляющая поверхность 1040 образована на четвертом конце второго передаточного диска 1200, при этом вторая сопряженная поверхность 1003 предоставлена на пятом конце третьего передаточного диска 1300. Кроме того, вторая сопряженная поверхность 1003 представляет собой кольцевую поверхность и частично покрывает пятый конец третьего передаточного диска 1300. Вторые сопряженные поверхности 1003 имеют три вершины и три впадины. Соответственно, предусмотрено три четвертых зацепляющих компонента 1060 и три третьих зацепляющих компонента 1050. На первой сопряженной поверхности 1001 отсутствует первая вмещающая канавка. Этот вариант осуществления не ограничен какой-либо конкретной формой впадины первой сопряженной поверхности 1001 при условии, что впадина первой сопряженной поверхности 1001 не препятствует зацеплению первого передаточного диска 1100 со вторым передаточным диском 1200. то есть когда вершины первой направляющей поверхности 1010 совпадают со впадинами первой сопряженной поверхности 1001, первый передаточный диск 1100 входит в зацепление со вторым передаточным диском 1200. Другими словами, форма впадины на первой сопряженной поверхности 1001 выполнена таким образом, что, когда первый передаточный диск 1100 находится в зацеплении со вторым передаточным диском 1200, нет контакта между впадинами первой сопряженной поверхности 1001 и вершинами первой направляющей поверхности 1010 (например, первая сопряженная поверхность 1001 совсем не находится в контакте с первой направляющей поверхностью 1010; или впадина первой сопряженной поверхности 1001 не находится в контакте с соответствующей вершиной первой направляющей поверхности 1010, при том что между двумя боковыми участками впадины первой сопряженной поверхности 1001 и двумя боковыми участками соответствующей вершины первой направляющей поверхности 1010 образован линейный контакт или поверхностный контакт). Альтернативно, нужно, чтобы форма впадин на первой сопряженной поверхности 1001 была выполнена таким образом, что, когда впадины первой сопряженной поверхности 1001 находятся в контакте с вершинами первой направляющей поверхности 1010, первый передаточный диск 1100 также находится в зацеплении со вторым передаточным диском 1200. Например, форма впадины первой сопряженной поверхности 1001 комплементарна форме вершины первой направляющей поверхности 1010. В этом случае, когда первый передаточный диск 1100 зацепляет второй передаточный диск 1200, вершины первой направляющей поверхности 1010 совпадают с впадинами первой сопряженной поверхности 1001.Next, reference is made to FIG. 7e and 7f, which schematically show the structure of the Additional Embodiment 1. As shown in FIG. 7e and 7f, a
Снова со ссылкой на фиг. 7e первые зацепляющие компоненты 1020 и третьи зацепляющие компоненты 1050 альтернативно расположены на втором передаточном диске 1200. Это может привести к использованию увеличенного осевого размера второго передаточного диска 1200.Again with reference to FIG. 7e, the
Далее сделана ссылка на фиг. 7g и 7h, на которых схематично представлена конструкция дополнительного варианта осуществления 1. Как показано на фиг. 7 g и 7h, первая направляющая поверхность 1010 образована на втором конце первого передаточного диска 1100, первая сопряженная поверхность 1001 образована на третьем конце второго передаточного диска 1200, вторая сопряженная поверхность 1003 образована на четвертом конце второго передаточного диска 1200, вторая направляющая поверхность 1040 образована на пятом конце третьего передаточного диска 1300. В этом варианте осуществления каждая из первой сопряженной поверхности 1001 и второй сопряженной поверхности 1003 снабжена двумя вершинами и двумя впадинами, и вершины первой сопряженной поверхности 1001 и вершины второй сопряженной поверхности 1003 расположены в одинаковых круговых положениях. Конечно, вершины первой сопряженной поверхности 1001 и вершины второй сопряженной поверхности 1003 могут быть расположены в разных круговых положениях, например в альтернативном расположении.Next, reference is made to FIG. 7g and 7h, which schematically represent the construction of the Additional Embodiment 1. As shown in FIG. 7g and 7h, the
В альтернативных вариантах осуществления первая сопряженная поверхность может быть дополнительно образована на втором конце первого передаточного диска, первая направляющая поверхность образована на третьем конце второго передаточного диска, вторая направляющая поверхность образована на четвертом конце второго передаточного диска. Вторая сопряженная поверхность образована на пятом конце третьего передаточного диска (не показано).In alternative embodiments, the first mating surface may be further formed at the second end of the first transfer disk, the first guiding surface is formed at the third end of the second transfer disk, the second guiding surface is formed at the fourth end of the second transfer disk. The second mating surface is formed at the fifth end of the third transfer disk (not shown).
Далее сделана ссылка на фиг. 8a-8g. На фиг. 8a представлена схема конструкции передаточного узла 1000 согласно варианту осуществления 2. На фиг. 8b и 8c представлены схемы конструкции первого передаточного диска 1100. На фиг. 8d и 8e представлены схемы конструкции второго передаточного диска 1200. На фиг. 8f и 8g представлены схемы конструкции третьего передаточного диска 1300.Next, reference is made to FIG. 8a-8g. In FIG. 8a is a structural diagram of the
Как показано на фиг. 8b, первый конец первого передаточного диска 1100 может быть выполнен с возможностью связывания приводного механизма. Следовательно, их конструкции могут быть такими же. как в варианте осуществления 1, и их подробное описание пропущено. На фиг. 8c схематично показана конструкция второго конца первого передаточного диска 1100. Как показано на фиг. 8c, первая направляющая поверхность 1010 образована на втором конце первого передаточного диска 1100, и первая направляющая поверхность 1010 спроецирована на эталонной плоскости для получения проекционного круга. Такой проекционный круг имеет диаметр меньше диаметра проекционного круга первого передаточного диска 1100 на эталонной плоскости. Первые зацепляющие компоненты 1020 предусмотрены на первой направляющей поверхности 1010.As shown in FIG. 8b, the first end of the
Как показано на фиг. 8d, вторые зацепляющие компоненты 1030 предусмотрены на третьем конце второго передаточного диска 1200, а на торцевой стороне третьего конца предусмотрена первая защитная стенка 1005, окружающая вторые зацепляющие компоненты 1030. Первая защитная стенка 1005 является кольцеобразной и может быть надета на первую направляющую поверхность 1010. Кроме того, вторые зацепляющие компоненты 1030 расположены в первой защитной стенке 1005 и жестко соединены с ней. Внутренний диаметр первой защитной стенки 1005 может быть больше или равен диаметру проекционного круга первой направляющей поверхности 1010 на эталонной плоскости и меньше диаметра проекционного круга первого передаточного диска 1100 на эталонной плоскости. Предпочтительно, толщина первой защитной стенки 1005 может быть равна значению разницы между диаметрами проекционных кругов первой направляющей поверхности 1010 и первого передаточного диска 1100. В связи с этим, когда первые зацепляющие компоненты 1020 входят в зацепление со вторыми зацепляющими компонентами 1030, конец, где находится первая направляющая поверхность 1010, вставлен в первую защитную стенку 1005, притом что конец первой защитной стенки 1005, удаленный от второго передаточного диска 1200, упирается в первый передаточный диск 1100.As shown in FIG. 8d, the second
Как показано на фиг. 8e, вторая направляющая поверхность 1040 образована на четвертом конце второго передаточного диска 1200. Вторая направляющая поверхность 1040 спроецирована на эталонной плоскости для получения проекционного круга. Этот проекционный круг имеет диаметр меньше диаметра проекционного круга второго передаточного диска 1200 на эталонной плоскости. Третьи зацепляющие компоненты 1050 предусмотрены на второй направляющей поверхности 1040.As shown in FIG. 8e, a
Как показано на фиг. 8f, четвертые зацепляющие компоненты 1060 предоставлены на пятом конце третьего передаточного диска 1300. Кроме того, на пятом конце представлена вторая защитная стенка 1006, окружающая четвертые зацепляющие компоненты 1060. Вторая защитная стенка 1006 является кольцеобразной и может быть надета на вторую направляющую поверхность 1040. Кроме того, четвертый зацепляющий компонент 1060 расположен на второй защитной стенке 1006 и неподвижно соединен с ней. Внутренний диаметр второй защитной стенки 1006 больше или равен диаметру проекционного круга второй направляющей поверхности 1040 и меньше диаметра проекционного круга второго передаточного диска 1200 на эталонной плоскости. Предпочтительно, толщина второй защитной стенки 1006 может быть равна значению разницы между диаметрами проекционных кругов второй направляющей поверхности 1040 и второго передаточного диска 1200. В связи с этим, когда третьи зацепляющие компоненты 1050 входят в зацепление с четвертыми зацепляющими компонентами 1060, конец, где находится вторая направляющая поверхность 1040, вставлен во вторую защитную стенку 1006, при том что конец второй защитной стенки 1006, удаленный от третьего передаточного диска 1300, упирается во второй передаточный диск 1200.As shown in FIG. 8f,
Поскольку вторые зацепляющие компоненты 1030 взаимодействуют с первой защитной стенкой 1005, когда вторые зацепляющие компоненты 1030 входят в зацепление с соответствующими первыми зацепляющими компонентами 1020 для передачи, первая защитная стенка 1005 улучшает состояние напряжения вторых зацепляющих компонентов 1030, уменьшает воздействие пыли или других чужеродных материалов и увеличивает срок службы вторых зацепляющих компонентов 1030. Кроме того, это расположение дополнительно позволяет уменьшить вес второго передаточного диска 1200 и упростить конструкцию второго передаточного диска 1200. Аналогичным образом, вторая защитная стенка 1006 может помочь увеличить срок службы четвертых зацепляющих компонентов 1060 и уменьшить вес третьего передаточного диска 1300.Since the
На фиг. 9a и 9b представлены схемы конструкции передаточного узла 1000 согласно варианту осуществления 3. В случае применения, требующего многоуровневой защиты, может потребоваться несколько стерильных узлов 200. Для системы хирургических инструментов, содержащей несколько стерильных узлов 200, передаточный узел 1000 может соответственно содержать несколько вторых передаточных дисков 1200. В варианте осуществления, показанном на фиг. 9a и 9b, предусмотрено два вторых передаточных дисков 1200. Кроме того, два вторых передаточных дисков 1200 являются идентичными, и каждый из них имеет третий и четвертый концы с разной конструкцией. Например, в этом варианте осуществления для каждого второго передаточного диска 1200 первая сопряженная поверхность 1001 образована на третьем конце, а на первой сопряженной поверхности 1001 предусмотрены вторые зацепляющие компоненты 1030. Кроме того, для каждого второго передаточного диска 1200 вторая направляющая поверхность 1040 образована на четвертом конце, а на второй направляющей поверхности 1040 предусмотрены третьи зацепляющие компоненты 1050. В связи с этим вторые зацепляющие компоненты 1030 одного второго передаточного диска 1200 могут зацеплять третьи зацепляющие компоненты 1050 другого второго передаточного диска 1200, таким образом обеспечивая связывание двух вторых передаточных дисков 1200. Соответственно, первая направляющая поверхность 1010 образована на втором конце первого передаточного диска 1100, а вторая сопряженная поверхность 1003 образована на пятом конце третьего передаточного диска 1300, причем четвертые зацепляющие компоненты 1060 представлены на третьей сопряженной поверхности 1003. Таким образом, передаточный узел 1000 можно собирать таким же образом, как в приведенных выше вариантах осуществления. Нужно понять, что также можно иметь первую направляющую поверхность 1001, образованную на торцевой стороне третьего конца вторых передаточных дисков 1200, и четвертый зацепляющий компонент 1060, представленный на торцевой стороне четвертого конца. В одном альтернативном варианте осуществления два вторых передаточных диска разные, но каждый из них имеет идентичную конструкцию на третьем и четвертом концах. Например, второй передаточный диск, ближайший к первому передаточному диску 1100, имеет третий и четвертый концы, каждый из которых снабжен сопряженной поверхностью, а второй передаточный диск, удаленный от первого передаточного диска 1100, имеет третий и четвертый концы, каждый с направляющей поверхностью.In FIG. 9a and 9b are diagrams of the construction of the
На фиг. 10 представлена схема конструкции передаточного узла 1000 согласно варианту осуществления 4. Как показано на фиг. 10, в этом варианте осуществления второй зацепляющий компонент содержит первый направляющий участок 1032, но не первый участок передачи движущей силы. Конструкция четвертого зацепляющего компонента похожа на конструкцию второго зацепляющего компонента 1030, то есть четвертый зацепляющий компонент нет содержит второй участок передачи движущей силы. Конкретно, два первых зацепляющих компонента 1020 предусмотрены на торцевой стороне второго конца первого передаточного диска 1100, и два вторых зацепляющих компонента 1030 предусмотрены на торцевой стороне третьего конца второго передаточного диска 1200. Второй зацепляющий компонент содержит первый направляющий участок 1032, который прямо расположен на торцевой стороне второго конца первого направляющего участка 1032. Аналогично, два третьих зацепляющих компонента 1050 предусмотрены на торцевой стороне четвертого конца второго передаточного диска 1200, и два четвертых зацепляющих компонента предусмотрены на торцевой стороне пятого конца третьего передаточного диска 1300. Четвертый зацепляющий компонент содержит второй направляющий участок 1062, прямо соединенный с торцевой стороной пятого конца. В этом случае первый 1020 и третий 1050 зацепляющие компоненты соответствуют первому 1032 и второму 1062 направляющим участкам и по форме и по размеру. Это обеспечивает достаточный поверхностный контакт между зацепляющими компонентами и направляющими участками для увеличения взаимного трения, обеспечивающего как передачу крутящего момента, так и придавая направляющие свойства направляющим участкам.In FIG. 10 is a structural diagram of a
Очевидно, для системы хирургических инструментов, не содержащей никакого стерильного узла, передаточный узел содержит первый передаточный диск и второй передаточный диск, расположенные последовательно. Первый передаточный диск похож на первый передаточный диск 1100 приведенных выше вариантов осуществления. Кроме того, в приведенных выше вариантах осуществления торцевая сторона третьего конца второго передаточного диска похожа на торцевую сторону третьего конца второго передаточного диска 1200, а торцевая сторона четвертого конца похожа на торцевую сторону шестого конца третьего передаточного диска. Следовательно, пропущено подробное их описание.Obviously, for a surgical instrument system containing no sterile assembly, the transfer assembly comprises a first transfer disk and a second transfer disk arranged in series. The first transfer disk is similar to the
На основании описанного выше передаточного узла 1000 второй целью настоящего раскрытия является предоставление системы хирургических инструментов для использования в хирургическом роботе. Как показано на фиг. 2a-2c, в сочетании с фиг. 5a, система хирургических инструментов содержит коробку движущих сил, стерильную пластину 4000, хирургический инструмент 300 и передаточный узел 1000, как описано выше. Коробка движущих сил содержит приводной механизм 2000 и первый корпус 3000 коробки. Приводной механизм 2000 расположен в первом корпусе 3000 коробки, и в первом корпусе 3000 коробки предоставлено по меньшей мере одно выходное отверстие (не отмечено на фигурах). предоставлена по меньшей мере одна стерильная пластина 4000, снабженная по меньшей мере одним передаточным отверстием (не отмечено на фигурах). Хирургический инструмент 300 содержит инструментальный короб, вал 320 инструмента и инструментальный наконечник 310. Кроме того, инструментальный короб содержит второй корпус 5000 коробки и передаточный модуль (не отмечено на фигурах). Передаточный модуль расположен во втором корпусе 5000 коробки и соединен с валом 320 инструмента и/или инструментальным наконечником 310 таким образом, чтобы приводить в движение вал 320 инструмента и/или инструментальный наконечник 310. Кроме того, во втором корпусе 5000 коробки предоставлено по меньшей мере одно входное отверстие. Первый корпус 3000 коробки, стерильная пластина 4000 и второй корпус 5000 коробки расположены последовательно, и выходные отверстия расположены соосно с соответствующими передаточными отверстиями и входными отверстиями. Первый передаточный диск 1100 расположен в выходном отверстии, причем его первый конец соединен с приводным механизмом 2000. Второй передаточный диск 1200 расположен в передаточном отверстии, а третий передаточный диск 1300 расположен во входном отверстии, причем его шестой конец соединен с передаточным модулем. В общем, количество приводных механизмов 2000 и количество передаточных узлов 1000 определяется свободой перемещения хирургического инструмента 300. Коробка движущих сил и первый передаточный диск 1100 составляют приводной узел 100. Стерильная пластина 4000 и второй передаточный диск 1200 составляют стерильный узел 200. Инструментальный короб и третий передаточный диск 1300 составляют узел инструментального короба.Based on the
Когда первые зацепляющие компоненты 1020 находятся в зацеплении со вторыми зацепляющими компонентами 1030, а третьи зацепляющие компоненты 1050 находятся в зацеплении с четвертыми зацепляющими компонентами 1060, движущая сила, обеспечиваемая приводным механизмом, 2000 может передаваться передаточным узлом 1000 в передаточный модуль, который, в свою очередь, приводит в движение различные сочленения инструментального наконечника 310. Например, инструментальный наконечник 310 содержит концевой рабочий орган и сочленения, управляющие угловым поворотом и/или наклоном концевого рабочего органа. Концевой рабочий орган может содержать открывающееся-закрывающееся сочленение. Конкретные примеры концевого рабочего органа могут включать, но без ограничения, пинцет, ножницы, захваты, иглодержатели, режущие лезвия, сшиватели и так далее. Инструментальный наконечник 310 может дополнительно содержать змеевидное сочленение на проксимальном конце концевого рабочего органа, позволяющее регулировать концевой рабочий орган в более широком диапазоне более гибким образом.When the
Перед сборкой системы хирургических инструментов первый передаточный диск 1100, второй передаточный диск 1200 и третий передаточный диск 1300 могут быть ориентированы произвольно. Однако, когда сборка системы хирургических инструментов завершена, каждый из первого передаточного диска 1100, второго передаточного диска 1200 и третьего передаточного диска 1300 должен иметь заданную ориентацию. В данном случае заданная ориентация называется «нулевое положение», а любая другая ориентация называется «ненулевое положение». На практике нулевое положение может быть задано пользователем по мере необходимости. Например, как показано на фиг. 2a, на которой сборка системы хирургических инструментов завершена, а передаточный модуль соединен с инструментальным наконечником 310 через вал 320 инструмента, ориентацию, которую имеет первый передаточный диск 1100, второй передаточный диск 1200 и третий передаточный диск 1300, определяют как нулевое положение, когда инструментальный наконечник 310 лежит на одной прямой или параллельно валу 320 инструмента. Кроме того, некоторые положения, неблагоприятны для сборки или вращения передаточных дисков, например, положение, где второй зацепляющий компонент 1030 находится в контакте с вершиной первой направляющей поверхности 1010, и положение, где четвертый зацепляющий компонент 1060 находится в контакте с вершиной второй направляющей поверхности 1040. Эти положения называются «наихудшее положение» передаточного узла 1000.Before assembling the surgical instrument system, the
Как показано на фиг. 2c, система хирургических инструментов (более точно, узел инструментального короба) может дополнительно содержать по меньшей мере один набор магнитов для корректировки положения 6000 для содействия в достижении третьим передаточным диском 1300 нулевого положения. Конкретно, набор магнитов для корректировки положения 6000 содержит первый магнит 6100 и второй магнит 6200, первый магнит 6100 расположен на втором корпусе 5000 коробки, второй магнит 6200 расположен на третьем передаточном диске 1300. Этот вариант осуществления не ограничен какими-либо конкретными местами, где расположены первый магнит 6100 и второй магнит 6200, при условии, что первый магнит 6100 и второй магнит 6200 притягивают друг друга, и сила притяжения между первым магнитом 6100 и вторым магнитом 6200 вдоль всей окружности достигает своего максимального значения, когда третий передаточный диск 1300 находится в нулевом положении.As shown in FIG. 2c, the surgical instrument system (more specifically, the instrument box assembly) may further comprise at least one set of
Для третьего передаточного диска 1300 второй магнит 6200 может быть расположен на шестом конце. Как показано на фиг. 5g, на шестом конце третьего передаточного диска 1300 может иметься принимающее отверстие 1340 для приема второго магнита 6200.For the
Возможно, система хирургических инструментов может дополнительно содержать по меньшей мере один набор 7000 магнитов против смещения (конкретно, стерильный узел 200 содержит набор 7000 магнитов против смещения). Набор 7000 магнитов против смещения выполнен с возможностью предотвращения достижения передаточным узлом 1000 наихудшего положения. Как показано на фиг. 3, набор 7000 магнитов против смещения содержит третий магнит 7100 и четвертый магнит 7200. Третий магнит 7100 может быть расположен на круговой боковой стенке второго передаточного диска 1200, а четвертый магнит 7200 может быть расположен на стенке передаточного отверстия. Когда передаточный узел 1000 находится в наихудшем положении, третий магнит 7100 и четвертый магнит 7200 отталкивают друг друга, и сила отталкивания вызывает вращение второго передаточного диска 1200 и удерживание от наихудшего положения.Optionally, the surgical instrument system may further comprise at least one anti-displacement magnet set 7000 (specifically, the
Возможно, система хирургических инструментов дополнительно содержит круговой ограничитель, выполненный с возможностью ограничения диапазона вращения третьего передаточного диска 1300 (Конкретно, узел инструментального короба содержит круговой ограничитель). Круговой ограничитель может содержать ограничительный выступ 1350, предусмотренный на круговой боковой стенке третьего передаточного диска 1300. во втором корпусе 5000 коробки может иметься канавка скольжения (не показано), соответствующая ограничительному выступу 1350. в канавке скольжения может быть предусмотрен ограничительный выступ 1350, который может скользить вдоль нее. За счет предоставления кругового ограничителя можно точно регулировать угол вращения третьего передаточного диска 1300, который, в свою очередь, позволяет обеспечить безопасность во время использования хирургического инструмента.Optionally, the surgical instrument system further comprises a circular stop configured to limit the range of rotation of the third transfer disc 1300 (Specifically, the instrument box assembly includes a circular stop). The circumferential stop may include a
Возможно, система хирургических инструментов дополнительно содержит осевой ограничитель, выполненный с возможностью предотвращения выталкивания второго передаточного диска 1200 со стерильной пластины 4000. Как показано на фиг. 4, стерильная пластина 4000 содержит стерильную подложку 4100 и стерильную крышку 4200. Стерильная подложка 4100A снабжена первым сквозным отверстием 4110, а стерильная крышка 4200 снабжена вторым сквозным отверстием 4210. Второе сквозное отверстие 4210 и первое сквозное отверстие 4110 составляют передаточное отверстие. Кроме того, стерильная крышка 4200 прикреплена с возможностью отсоединения к стерильной подложке 4100, а стерильная подложка 4100 прикреплена с возможностью отсоединения к коробке движущих сил, например с помощью защелкивания). На круговой боковой стенке второго передаточного диска 1200 предоставлен ограничительный буртик 1230, а второе сквозное отверстие 4210 в стерильной крышке 4200 имеет изменяющийся внутренний диаметр. Конкретно, секция второго сквозного отверстия 4210 рядом с первым сквозным отверстием 4110 имеет внутренний диаметр больше каждого из внутреннего диаметра секции второго сквозного отверстия 4210, удаленной от первого сквозного отверстия 4110, и внутреннего диаметра первого сквозного отверстия 4110. Кроме того, внутренний диаметр секции второго сквозного отверстия 4210 рядом с первым сквозным отверстием 4110 соответствует внешнему диаметру ограничительного буртика 1230, а внутренний диаметр секции второго сквозного отверстия 4210, удаленной от первого сквозного отверстия 4110, соответствует внешнему диаметру второго передаточного диска 1200. Таким образом, первое сквозное отверстие 4110 и второе сквозное отверстие 4210 вместе образуют ограничительное углубление, в котором находится ограничительный буртик 1230, так что второй передаточный диск 1200 не выталкивается из передаточного отверстия. Другими словами, ограничительное углубление и ограничительный буртик 1230 вместе составляют осевой ограничитель. В этом варианте осуществления ограничительный буртик 1230 может представлять собой непрерывное ребро, проходящее вдоль окружности второго передаточного диска 1200, или может состоять из множества сегментов ребер, разнесенных вдоль окружности второго передаточного диска 1200.Optionally, the surgical instrument system further comprises an axial stop configured to prevent the
Обычно, перед сборкой приводного механизма 2000, первого передаточного диска 1100, второго передаточного диска 1200, третьего передаточного диска 1300 и хирургического инструмента 300, каждый из них находится в ненулевом положении. После их сборки каждый из приводного механизма 2000, первого передаточного диска 1100, второго передаточного диска 1200, третьего передаточного диска 1300 и хирургического инструмента 300 должен быть в нулевом положении. В данном случае метрологический термин «нулевое положение» является эталоном для измерения параметров интраоперационного движения (например, направления, смещения, угла и так далее) передающего диска, хирургического инструмента и тому подобное. Как правило, когда хирургический инструмент 300 находится в нулевом положении, инструментальный наконечник 310 лежит на одной прямой или параллелен оси вала 320 инструмента. Подробное описание сборки системы хирургических инструментов приведено ниже.Usually, before assembling the
Прежде всего, когда на приводном механизме 2000 предоставлен кодовый датчик (не показано), с помощью кодового датчика может быть получена информация о положении первого передаточного диска 1100 после включения системы. Затем приводной механизм 2000 приводит в действие первый передаточный диск 1100 с поворотом в нулевое положение. Этим процессом можно управлять с помощью заранее определенной программы. При достижении нулевого положения первый передаточный диск 1100 оставляют в этом положении. После этого второй передаточный диск 1200 может быть сцеплен с первым передаточным диском 1100 в любой ориентации и прямо достигает своего нулевого положения.First of all, when an encoder (not shown) is provided on the
После этого второй передаточный диск 1200 вводят в зацепление с первым передаточным диском 1100. Второй передаточный диск 1200 в ненулевом положении входит в контакт с первым передаточным диском 1100 под действием внешней силы. Потом второй зацепляющий компонент 1030 скользит вдоль первой направляющей поверхности и точно попадает в первый зацепляющий компонент 1020 с зацеплением первого зацепляющего компонента 1020. В это время второй передаточный диск точно поворачивается в нулевое положение.Thereafter, the
После этого регулируют положение инструментального наконечника 310. Как показано на фиг. 2b, хирургический инструмент содержит инструментальный наконечник 310 и вал 320 инструмента, которые соединены друг с другом. Инструментальный наконечник 310, например, представляет собой пинцет. Перед сборкой системы хирургических инструментов нужно вставить вал 320 инструмента в троакар 400, который помещают в разрез человеческого тела, чтобы инструментальный наконечник 310 хирургического инструмента 300 в системе хирургических инструментов можно было вставить в человеческое тело.Thereafter, the position of the
Поскольку внутренний диаметр троакара 400 сравним с внешним диаметром инструментального наконечника 310, чтобы успешно вставить пинцет в троакар 400, пинцет нужно выпрямить, чтобы его ось симметрии совпадала с осью вала 320 инструмента. В этом процессе третий передаточный диск 1300 будет принудительно вращаться. Когда ось симметрии пинцета лежит на одной прямой с осью вала 320 инструмента, третий передаточный диск 1300 достигает своего нулевого положения. Однако на практике ручная регулировка может установить третий передаточный диск 1300 только приблизительно в его нулевое положение.Since the inner diameter of the
Следовательно, третий передаточный диск 1300 входит в контакт со вторым передаточным диском 1200 под действием внешней силы. Потом четвертый зацепляющий компонент 1060 скользит вдоль второй направляющей поверхности и точно попадают в третий зацепляющий компонент 1050 с зацеплением третьего зацепляющего компонента 1050. В этом время третий передаточный диск 1300 точно поворачивается в нулевое положение.Therefore, the
Кроме того, следует отметить, что, хотя информация об ориентации первого передаточного диска 1100 может быть измерена до сборки системы хирургических инструментов, невозможно получить информацию об ориентации третьего передаточного диска 1300. Когда второй передаточный диск 1200 и третий передаточный диск 1300 собраны согласно этапам, описанным выше, третий передаточный диск 1300 можно регулировать вручную так, чтобы он находился примерно в своем нулевом положении с определенным угловым отклонением. Когда это угловое отклонение меньше устойчивого к отказам угла, третий передаточный диск 1300 может обеспечить точную установку инструмента на ноль.In addition, it should be noted that although information about the orientation of the
Устойчивый к отказам угол зависит от количества зацепляющих компонентов на третьем передаточном диске 1300. взяв для примера третий передаточный диск 1300, снабженный двумя четвертыми зацепляющими компонентами 1060 (то есть предусмотрено четыре первых направляющих поверхности 1010), допустимое угловое отклонение третьего передаточного диска 1300 относительно нулевого положения превышает ±90°. В этом случае четвертые зацепляющие компоненты 1060 могут успешно скользить и, таким образом, входят в зацепление с третьими зацепляющими компонентами 1500 при условии, что четвертые зацепляющие компоненты 1060 расположены между двумя вершинами. В данном случае угол между соседними вершинами называется устойчивым к отказам углом. Устойчивый к отказам угол в этом примере составляет 180°. Действительно, устойчивый к отказам угол равен 360°/N, где N представляет количество четвертых зацепляющих компонентов 1060. Когда угловое отклонение находится в пределах устойчивого к отказам угла, инструментальный наконечник 310 может сохранять то же положение во время множества процессов сборки системы хирургических инструментов. Такая характеристика облегчает определение информации об абсолютном положении отдельных передаточных дисков после сборки системы хирургических инструментов, таким образом обеспечивая безопасность хирургической операции.The fault-tolerant angle depends on the number of engagement components on the
Третьей целью настоящего раскрытия является предоставление хирургического робота, содержащего систему хирургических инструментов, описанную выше. Кроме того, хирургический робот дополнительно содержит роботизированную руку для удерживания системы хирургических инструментов. Приводной узел 100 прикреплен к наконечнику роботизированной руки. Например, наконечник роботизированной руки содержит подвижное сочленение, и приводной узел 100 расположен на подвижном сочленении и двигается при движениях подвижного сочленения. Стерильный узел 200 предоставлен на стерильном пакете и соединен с возможностью отсоединения с приводным узлом 100. Хирургический инструмент соединен с возможностью отсоединения со стерильным узлом 200 через узел инструментального короба.A third object of the present disclosure is to provide a surgical robot comprising the surgical instrument system described above. In addition, the surgical robot further comprises a robotic arm for holding the surgical instrument system. The
В альтернативном варианте осуществления хирургический робот может быть полностью стерилизован с использованием специального способа стерилизации (например, стерилизации озоном, стерилизации пероксидом водорода и так далее). В этом случае система хирургических инструментов может содержать приводной узел 100 и хирургический инструмент 300. Соответственно, передаточный узел соединен с интерфейсами передачи, предусмотренными в приводном узле 100, составляя передаточный узел таким образом, чтобы прямо передавать движущую силу, обеспечиваемую приводным узлом 100, непосредственно в узел инструментального короба.In an alternative embodiment, the surgical robot may be completely sterilized using a specific sterilization method (eg, ozone sterilization, hydrogen peroxide sterilization, and so on). In this case, the surgical instrument system may include a
Четвертой целью настоящего раскрытия является предоставление приводного узла 100. Приводной узел 100 содержит: приводной механизм 2000 и первый корпус 3000 коробки, выполненный с возможностью размещения приводного механизма 2000 и снабженный по меньшей мере одним выходным отверстием (не отмечено на фигурах); и по меньшей мере один передаточный диск, который входит в зацепление с другим передаточным диском, содержащим другой зацепляющий компонент. Передаточный диск расположен с возможностью вращения в выходном отверстии и имеет две противоположные концевые части, одна из которых соединена с приводным механизмом 2000, а другая имеет направляющую поверхность, образованную на ее торцевой стороне. Кроме того, по меньшей мере один зацепляющий компонент предоставлен на направляющей поверхности, и направляющая поверхность выполнена с возможностью вызывать перемещение другого зацепляющего компонента вдоль направляющей поверхности и зацепление по меньшей мере с одним зацепляющим компонентом. В альтернативном варианте осуществления приводной узел 100 содержит один передаточный диск, который входит в зацепление с другим передаточным диском, содержащим другой зацепляющий компонент и другую направляющую поверхность. Передаточный диск расположен в выходном отверстии и имеет две противоположные концевые части. Одна из двух противоположных концевых частей соединена с приводным механизмом 2000, а другая из двух противоположных концевых частей имеет по меньшей мере один зацепляющий компонент, образованный на ее торцевой стороне. Зацепляющий компонент выполнен с возможностью перемещения вдоль направляющей поверхности другого передаточного диска и зацепления с зацепляющим компонентом другого передаточного диска.A fourth object of the present disclosure is to provide a
Как показано на фиг. 11, в одном варианте осуществления передаточным диском может быть первый передаточный диск 1100, а другим передаточным диском может быть второй 1200 или третий 1300 передаточный диск. Первый конец первого передаточного диска 1100 выполнен с возможностью соединения с приводным механизмом 2000. Например, первая соединительная бабка 1110 предоставлена на первом конце, а в первой соединительной бабке 1110 предусмотрено первое соединительное отверстие 1120, выполненное с возможностью приема выходного вала приводного механизма. Кроме того, в боковой стенке первой соединительной бабки 1110 предоставлено фиксирующее отверстие 1130, сообщающееся с первым соединительным отверстием 1120. Фиксирующее отверстие 1130 выполнено с возможностью вызывать синхронизированное вращение выходного вала приводного механизма с первым передаточным диском 1100. Первая направляющая поверхность 1010 образована на втором конце первого передаточного диска 1100. Первая направляющая поверхность 1010 имеет две вершины и две впадины, которые расположены вдоль окружности торцевой стороны, где находится первая направляющая поверхность 1010.As shown in FIG. 11, in one embodiment, the transfer disk may be the
На первой направляющей поверхности 1010 предусмотрено два первых зацепляющих компонента 1020. первый зацепляющий компонент 1020 представляет собой углубление, предусмотренное в соответствующей впадине. Первая направляющая поверхность 1010 выполнена таким образом, что второй зацепляющий компонент второго 1200 или третьего 1300 передаточного диска скользит вдоль первой направляющей поверхности до его зацепления с первыми зацепляющими компонентами 1020 для обеспечения передачи крутящего момента.Two
Пятой целью настоящего раскрытия является предоставление стерильного узла 200. Как показано на фиг. 12, стерильный узел 200 содержит: по меньшей мере одну стерильную пластину 4000, снабженную по меньшей мере одним передаточным отверстием; по меньшей мере один передаточный диск, который входит в зацепление с другим передаточным диском, содержащим другой зацепляющий компонент, причем передаточный диск расположен с возможностью вращения в передаточном отверстии и имеет две противоположные концевые части. По меньшей мере одна из двух противоположных концевых частей имеет направляющую поверхность, образованную на ее торцевой стороне, и направляющая поверхность снабжена по меньшей мере одним зацепляющим компонентом. Направляющая поверхность выполнена таким образом, что другой зацепляющий компонент двигается вдоль направляющей поверхности до его зацепления с по меньшей мере одним зацепляющим компонентом. В альтернативном варианте осуществления кроме стерильной пластины 4000, снабженной по меньшей мере одним передаточным отверстием, стерильный узел 200 дополнительно содержит по меньшей мере один передаточный диск, который входит в зацепление с другим передаточным диском, содержащим направляющую поверхность и другой зацепляющий компонент, предусмотренный на направляющей поверхности. По меньшей мере один передаточный диск расположен с возможностью вращения в передаточном отверстии и имеет две противоположные концевые части. Зацепляющий компонент образован по меньшей мере одной из двух концевых частей. Зацепляющий компонент выполнен с возможностью перемещения вдоль направляющей поверхности и входят в зацепление с другим зацепляющим компонентом.The fifth object of the present disclosure is to provide a
Конкретно, передаточным диском может быть второй передаточный диск 1200. Второй передаточный диск 1200 выполнен с возможностью зацепления с каждым из первого передаточного диска 1100 и третьего передаточного диска 1300. В одном варианте осуществления, показанном на фиг. 13, направляющая поверхность образована на каждой из торцевых сторон двух концов второго передаточного диска 1200, а на каждой направляющей поверхности предоставлен зацепляющий компонент. Соответственно, другие зацепляющие компоненты предусмотрены на торцевых сторонах первого передаточного диска 1100 и третьего передаточного диска 1300. то есть второй зацепляющий компонент 1030 предоставлен на торцевой стороне второго конца первого передаточного диска 1100 а четвертый зацепляющий компонент 1060 предоставлен на торцевой стороне пятого конца третьего передаточного диска 1300. Первая направляющая поверхность 1010 может быть образована на торцевой стороне третьего конца второго передаточного диска 1200, а на первой направляющей поверхности 1010 может иметься по меньшей мере один первый зацепляющий компонент 1020, выполненный с возможностью зацепления со вторым зацепляющим компонентом 1030. Предпочтительно первый зацепляющий компонент 1020 представляет собой углубление. Вторая направляющая поверхность 1040 предоставлена на торцевой стороне четвертого конца второго передаточного диска 1200, а на второй направляющей поверхности 1040 может иметься по меньшей мере один третий зацепляющий компонент 1050, выполненный с возможностью зацепления с четвертым зацепляющим компонентом. Предпочтительно третий зацепляющий компонент 1050 представляет собой углубление. Первая направляющая поверхность 1010 выполнена таким образом, что второй зацепляющий компонент 1030 двигается вдоль первой направляющей поверхности 1010 до его зацепления с первым зацепляющим компонентом 1020, чтобы обеспечить передачу крутящего момента между первым передаточным диском 1100 и вторым передаточным диском 1200. Вторая направляющая поверхность 1040 выполнена так, что четвертый зацепляющий компонент 1060 может двигаться по ней в зацепление с третьим зацепляющим компонентом 1050, обеспечивая передачу крутящего момента между вторым передаточным диском 1200 и третьим передаточным диском 1300.Specifically, the transfer disk may be a
Снова со ссылкой на фиг. 4, стерильная пластина 4000 содержит стерильную подложку 4100 и стерильную крышку 4200. Первое сквозное отверстие 4110 предоставлено в стерильной подложке 4100, а второе сквозное отверстие 4210 предоставлен в стерильной крышке 4200. Второе сквозное отверстие 4210 и первое сквозное отверстие 4110 вместе составляют передаточное отверстие. Кроме того, стерильная крышка 4200 прикреплена с возможностью отсоединения к стерильной подложке 4100. Стерильная крышка 4200 может предотвращать вытеснение передаточного диска из стерильной подложки 4100. Кроме того, на круговой боковой стенке второго передаточного диска 1200 предоставлен ограничительный буртик 1230, а второе сквозное отверстие 4210 в стерильной крышке 4200 имеет изменяющийся внутренний диаметр. Конкретно, секция второго сквозного отверстия 4210 рядом с первым сквозным отверстием 4110 имеет внутренний диаметр больше каждого из внутреннего диаметра секции второго сквозного отверстия 4210, удаленной от первого сквозного отверстия 4110, и внутреннего диаметра первого сквозного отверстия 4110. Кроме того, внутренний диаметр секции второго сквозного отверстия 4210 рядом с первым сквозным отверстием 4110 соответствует внешнему диаметру ограничительного буртика 1230, а внутренний диаметр секции второго сквозного отверстия 4210, удаленной от первого сквозного отверстия 4110, соответствует внешнему диаметру второго передаточного диска 1200. Кроме того, внутренний диаметр первого сквозного отверстия 4110 также соответствует внешнему диаметру второго передаточного диска 1200. Таким образом, первое сквозное отверстие 4110 и второе сквозное отверстие 4210 вместе образуют ограничительное углубление, на котором находится ограничительный буртик 1230, так что второй передаточный диск 1200 не выталкивается из передаточного отверстия.Again with reference to FIG. 4, the
В альтернативном варианте осуществления, показанном на фиг. 14, направляющая поверхность образована на торцевой стороне одного конца второго передаточного диска 1200, а на направляющей поверхности предоставлен по меньшей мере каждый первый зацепляющий компонент 1020, реализованный в виде углубления. Например, первая направляющая поверхность 1010 предоставлена на торцевой стороне третьего конца второго передаточного диска 1200. На первой направляющей поверхности 1010 предоставлен по меньшей мере каждый первый зацепляющий компонент 1020, реализованный в виде углубления, а на торцевой стороне четвертого конца второго передаточного диска 1200 предоставлен по меньшей мере один четвертый зацепляющий компонент 1060, реализованный в виде выступа. В этом случае на торцевой стороне четвертого конца может иметься вторая сопряженная поверхность 1003, а на второй сопряженной поверхности 1003 предоставлен четвертый зацепляющий компонент 1060.In an alternative embodiment shown in FIG. 14, a guide surface is formed on the end side of one end of the
Конечно, в альтернативном варианте осуществления, показанном на фиг. 15, на торцевой стороне четвертого конца может иметься кольцевая вторая защитная стенка 1006, окружающая и соединенная с четвертым зацепляющим компонентом 1060.Of course, in the alternative embodiment shown in FIG. 15, the end face of the fourth end may have an annular second
Кроме того, нужно понять, что, в этом варианте осуществления второй передаточный диск может иметь вторую направляющую поверхность, образованную на торцевой стороне четвертого конца, и второй зацепляющий компонент, предусмотренный на торцевой стороне третьего конца. В связи с этим первая сопряженная поверхность может быть образована на торцевой стороне третьего конца. Альтернативно, на торцевой стороне третьего конца второго передаточного диска предоставлена кольцевая первая защитная стенка (не показано), окружающая и соединенная со вторым зацепляющим компонентом.Further, it should be understood that, in this embodiment, the second transfer disk may have a second guide surface formed on the end side of the fourth end and a second engagement component provided on the end side of the third end. In this regard, the first mating surface may be formed on the end side of the third end. Alternatively, an annular first protective wall (not shown) is provided on the end side of the third end of the second transfer disk, surrounding and connected to the second engaging component.
Кроме того, на торцевых сторонах противоположных концов второго передаточного диска 1200 предусмотрены второй и четвертые зацепляющие компоненты, соответственно. Второй зацепляющий компонент выполнен с возможностью перемещения вдоль первой направляющей поверхности и зацепления с первым зацепляющим компонентом на первой направляющей поверхности для обеспечения передачи крутящего момента между первым и вторым передаточными дисками. Четвертый зацепляющий компонент выполнен с возможностью перемещения вдоль второй направляющей поверхности и зацепления с третьим зацепляющим компонентом на второй направляющей поверхности для обеспечения передачи крутящего момента между вторым и третьим передаточными дисками.In addition, second and fourth engagement components are provided on end sides of opposite ends of the
Кроме того, первый зацепляющий компонент 1020 может совпадать с четвертым зацепляющим компонентом 1060, так что первый зацепляющий компонент 1020 может входить в зацепление с четвертым зацепляющим компонентом 1060. На основе этого стерильный узел 200 может содержать две стерильные пластины 4000, которые прикреплены с возможностью отсоединения друг к другу. Как показано на фиг. 16, двумя стерильными пластинами 4000 являются первая стерильная пластина 4000a и вторая стерильная пластина 4000b. Первая стерильная пластина 4000a и вторая стерильная пластина 4000b могут иметь идентичную конструкцию, и каждая содержит стерильную подложку 4100 и стерильную крышку 4200, соединенную с возможностью отсоединения со стерильной подложкой 4100. Этот стерильный узел подходит для случаев, требующих многослойной стерильной защиты. Нужно понять, что хотя стерильный узел был описан в данном документе как содержащий, например, две стерильные пластины 4000, при практическом использовании, он может также содержать три или более стерильные пластины 4000.In addition, the first engaging
Шестой целью настоящего раскрытия является предоставление узла инструментального короба для хирургического инструмента 300, содержащего вал 320 инструмента и инструментальный наконечник 310. Как показано на фиг. 2a-2c, узел инструментального короба содержит инструментальный короб и передаточный диск для зацепления с другим передаточным диском, содержащим другой зацепляющий компонент. Инструментальный короб содержит второй корпус 5000 коробки и передаточный модуль (не показано на фигурах). Кроме того, второй корпус 5000 коробки содержит основание, а в основании предоставлено по меньшей мере одно входное отверстие. Передаточный модуль соединен с валом 320 инструмента и/или инструментальным наконечником 310 таким образом, чтобы приводить в движение вал 320 инструмента и/или инструментальный наконечник 310. Передаточный диск расположен с возможностью вращения во входном отверстии и имеет две противоположные концевые части. Одна из двух концевых частей соединена с передаточным модулем, а другая из двух концевых частей имеет направляющую поверхность, образованную на ее торцевой стороне. По меньшей мере один зацепляющий компонент предоставлен на направляющей поверхности, а направляющая поверхность выполнена таким образом, что другой зацепляющий компонент на другом передаточном диске двигается вдоль направляющей поверхности до его зацепления с по меньшей мере одним зацепляющим компонентом. В альтернативном варианте осуществления передаточный диск, выполненный с возможностью взаимодействия с другим передаточным диском, содержащим направляющую поверхность и другой зацепляющий компонент, расположен во входном отверстии и имеет две противоположные концевые части. Одна из концевых частей соединена с передаточным модулем, и другая из концевых частей имеет зацепляющий компонент, предусмотренный на ее торцевой стороне. Зацепляющий компонент выполнен с возможностью перемещения вдоль направляющей поверхности и зацепления с другим зацепляющим компонентом.A sixth object of the present disclosure is to provide an instrument box assembly for a
Как показано на фиг. 17 и 18, в этом варианте осуществления передаточным диском может быть третий передаточный диск 1300, а другим передаточным диском может быть второй передаточный диск 1200 или первый передаточный диск 1100. Третий передаточный диск 1300 имеет вторую направляющую поверхность 1040, образованную на его пятом конце, а на второй направляющей поверхности 1040 по окружности предусмотрена по меньшей мере одна вершина и по меньшей мере одна впадина. Третий зацепляющий компонент 1050 предоставлен на второй направляющей поверхности 1040. Конкретно, третий зацепляющий компонент 1050 представляет собой углубление и находится во впадине.As shown in FIG. 17 and 18, in this embodiment, the transfer disk may be the
Как обсуждалось выше, инструментальный наконечник 310 содержит несколько сочленений. Передаточный модуль содержит вращающийся элемент, гибкий элемент и группу направляющих шкивов. Гибкий элемент выполнен с возможностью соединения вращающегося элемента с сочленением инструментального наконечника 410. Группа направляющих шкивов выполнена с возможностью изменения направления продолжения гибкого элемента. Вращающийся элемент выполнен с возможностью приведения в движение сочленения инструментального наконечника 310 посредством гибкого элемента. Кроме того, вал 320 инструмента имеет один конец, соединенный с инструментальным наконечником 310, и другое конец, соединенный с возможностью вращения со вторым корпусом 5000 коробки. Передаточный модуль дополнительно выполнен с возможностью приведения вала 320 инструмента во вращение вокруг своей оси. Этот вариант осуществления не ограничен каким-либо конкретным средством приведения вала 320 инструмента во вращение вокруг своей оси. Например, вращающийся элемент соединен с валом 320 инструмента шестерней. Шестой конец третьего передаточного диска 1300 выполнен с возможностью прохождения через входное отверстие и соединения с вращающимся элементом. В данном случае третий передаточный диск 1300 может быть соединен с вращающимся элементом либо с возможностью отсоединения или в виде единого целого.As discussed above, the
Кроме того, узел инструментального короба также содержит круговой ограничитель, выполненный с возможностью ограничения диапазона вращения третьего передаточного диска 1300. Круговой ограничитель содержит ограничительный выступ 1350, предусмотренный на круговой боковой стенке третьего передаточного диска 1300. Соответственно, канавка скольжения (не показано) предоставлена на втором корпусе 5000 коробки. Ограничительный выступ 1350 взаимодействует с канавкой скольжения для ограничения диапазона вращения третьего передаточного диска 1300. За счет предоставления кругового ограничителя можно точно управлять углом вращения третьего передаточного диска 1300, что, в свою очередь, позволяет обеспечивать безопасность во время использования хирургического инструмента. В общем, ограничительный выступ 1350 на толстом участке третьего передаточного диска 1300 имеет хорошее состояние напряжения.In addition, the tool box assembly also includes a circular stop configured to limit the rotation range of the
Кроме того, как показано на фиг. 2c, узел инструментального короба может дополнительно содержать набор 6000 магнитов для корректировки положения для содействия в достижении третьим передаточным диском 1300 нулевого положения. Набор магнитов для корректировки положения содержит первый магнит 6100 и второй магнит 6200. Первый магнит 6100 расположен на третьем передаточном диске 1300, тогда как второй магнит 6200 предоставлен на втором корпусе 5000 коробки. Кроме того, первый магнит 6100 и второй магнит 6200 выполнены таким образом, чтобы обеспечивать между ними максимальную силу магнитного притяжения, когда третий передаточный диск 1300 находится в нулевом положении.In addition, as shown in FIG. 2c, the tool box assembly may further comprise a set of
Хотя настоящее изобретение было раскрыто выше, оно не ограничено приведенным выше раскрытием. Специалисты в данной области могут делать разные изменения и модификации раскрытия без отклонения от его сути и объема. Соответственно, предполагается, что любое и все такие изменения и модификации также попадают в объем настоящего раскрытия, определяемый приложенной формулой изобретения и ее эквивалентами.Although the present invention has been disclosed above, it is not limited to the above disclosure. Those skilled in the art may make various changes and modifications to the disclosure without deviating from its spirit and scope. Accordingly, any and all such changes and modifications are also intended to fall within the scope of the present disclosure, as defined by the appended claims and their equivalents.
Claims (83)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910816696.8 | 2019-08-30 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2790785C1 true RU2790785C1 (en) | 2023-02-28 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104706426A (en) * | 2009-09-23 | 2015-06-17 | 伊顿株式会社 | Sterile adapter, connection structure of wheel and connection structure of surgical instrument |
JP6134768B2 (en) * | 2014-11-27 | 2017-05-24 | アヴァテラメディカル ゲーエムベーハー | Equipment for robot-assisted surgery |
RU2642947C2 (en) * | 2012-06-28 | 2018-01-29 | Этикон Эндо-Серджери, Инк. | Surgical instrument system including replaceable end effectors |
EP3007638B1 (en) * | 2013-06-13 | 2018-05-30 | The Board of Trustees of the University of Illionis | Robotic surgical arms with operating table |
CN108472029A (en) * | 2016-12-20 | 2018-08-31 | 威博外科公司 | Sterile adapter control system and communication interface for robotic surgical system |
WO2018189729A1 (en) * | 2017-04-14 | 2018-10-18 | Medical Microinstruments S.p.A. | Robotic microsurgical assembly |
RU2692231C2 (en) * | 2013-04-05 | 2019-06-21 | Трансэнтерикс Италия С.Р.Л. | Surgical system with sterile isolation |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104706426A (en) * | 2009-09-23 | 2015-06-17 | 伊顿株式会社 | Sterile adapter, connection structure of wheel and connection structure of surgical instrument |
RU2642947C2 (en) * | 2012-06-28 | 2018-01-29 | Этикон Эндо-Серджери, Инк. | Surgical instrument system including replaceable end effectors |
RU2692231C2 (en) * | 2013-04-05 | 2019-06-21 | Трансэнтерикс Италия С.Р.Л. | Surgical system with sterile isolation |
EP3007638B1 (en) * | 2013-06-13 | 2018-05-30 | The Board of Trustees of the University of Illionis | Robotic surgical arms with operating table |
JP6134768B2 (en) * | 2014-11-27 | 2017-05-24 | アヴァテラメディカル ゲーエムベーハー | Equipment for robot-assisted surgery |
CN108472029A (en) * | 2016-12-20 | 2018-08-31 | 威博外科公司 | Sterile adapter control system and communication interface for robotic surgical system |
WO2018189729A1 (en) * | 2017-04-14 | 2018-10-18 | Medical Microinstruments S.p.A. | Robotic microsurgical assembly |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP4023184A1 (en) | Transmission, driving, and sterile assemblies, surgical instrument and system, and surgical robot | |
JP6776389B2 (en) | Preloaded surgical instrument interface | |
EP3768178B1 (en) | Surgical devices and systems with rotating end effector assemblies having an ultrasonic blade | |
EP3232973B1 (en) | Sterile interface for articulated surgical instruments | |
CN111000636B (en) | Transmission assembly, drive box, surgical instrument system and robot system | |
EP3654856B1 (en) | Surgical devices and systems with rotating end effector assemblies having an ultrasonic blade | |
US11864851B2 (en) | Geared roll drive for medical instrument | |
RU2770729C1 (en) | Coiled surgical instrument | |
EP3809991B1 (en) | Surgical devices and systems with rotating end effector assemblies having an ultrasonic blade | |
CN219109732U (en) | Sterile adapter | |
WO2021213851A1 (en) | Surgical robotic system comprising spherical wrist | |
RU2790785C1 (en) | Transmission, drive and sterile assembly, surgical instrument and system and surgical robot | |
CN115040245A (en) | Surgical robot and instrument device at tail end of surgical robot | |
CN214434486U (en) | Actuating mechanism and surgical robot | |
WO2022116215A1 (en) | Surgical instrument, actuation mechanism and surgical robot | |
CN117159164A (en) | Operation arm, slave operation device, and surgical robot |