CN110025338B - 一种机器人手术***的无菌适配器组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无菌适配器组件。无菌适配器组件包括外壳和定位在外壳内的浮动板。无菌适配器组件还包括具有附着在浮动板上的圆周表面的至少一个旋转体。至少一个旋转体具有能够接收致动器组件的驱动元件的至少一个引脚的至少一个开口。无菌适配器组件还包括位于所述至少一个旋转体内的压缩机构，以使致动器组件的驱动元件的至少一个引脚与至少一个旋转体的至少一个开口对准。

Description

一种机器人手术***的无菌适配器组件

技术领域

本发明一般涉及用于微创手术的机器人手术***。更具体地，本发明涉及一种机器人手术***中改进的无菌适配器组件。

背景技术

本部分旨在向读者介绍可能涉及到本发明公开的各个方面的现有技术中的各个方面，其将在下文进行描述。相信本公开的内容有助于提供背景信息给读者以便使读者更好地理解本发明公开的各个方面。因此，应当理解的是，这些陈述应该从这个角度去理解，而不仅仅是对现有技术的承认。

机器人辅助手术***已经在世界各地被广泛地采用来代替传统的手术程序，其减少了在外科手术或诊断过程中外来组织可能受损的数量，从而减少病人的恢复期，病人的不适感，持续的住院时间，以及特别是减少有害的副作用。在机器人辅助外科手术中，外科医生通常在一个外科医生控制台处操作主控制器以无缝地捕获和传递由外科医生执行的复杂动作，从而给人以外科医生直接使用外科手术工具进行手术的感觉。在外科医生控制台上操作的外科医生可以位于距手术部位的一定距离处，或者可以位于患者实行手术的手术室内。

机器人辅助外科手术使医学领域发生了革命性的变化，成为医疗器械行业增长最快的分区之一。然而，机器人辅助外科手术中主要的挑战是确保手术过程中的安全性和精确性。机器人辅助外科手术的关键领域之一是用于微创手术的手术机器人的发展。在过去的二十年间，外科手术机器人呈指数式发展，并已经在医疗器械行业内成为创新的主要领域。

机器人辅助外科手术***包括多个辅助机器人手术的机械臂。机器人辅助外科手术***利用无菌屏障将机械臂的非无菌部分与在操作端部处附接到机械臂的强制性无菌手术器械分开。无菌屏障可包括包封机械臂的无菌塑料帷帘和无菌适配器，无菌适配器在无菌区域中与无菌手术器械可操作地接合。无菌屏障还可以包括挠性帷帘接口，以将帷帘区域保持在其间，使得扭矩和其他力反馈被当作来自无菌手术器械以及机械臂的输入而接收。无菌屏障保持在无菌手术器械和非无菌机器人***之间。无菌适配器可拆卸地与致动器组件接合，致动器组件在无菌区域中驱动和控制无菌手术器械。

在机器人外科手术中使用外科手术器械进行手术产生了新的挑战。挑战之一是需要保持邻近患者的区域处于无菌环境。然而，致动器组件中的电气零部件，例如马达，传感器，编码器，以及控制和移动无菌手术器械所必须的电气连接件通常不能使用常规的方法灭菌，例如蒸汽、加热和压力或化学品，因为这些电气零部件会在相应的灭菌过程中被损坏或被破坏。

因此，迫切需要一种更容易和更有效的方式使无菌手术器械接合无菌屏障或从无菌屏障脱离接合，以及使无菌屏障接合和脱离于致动器组件，同时防止致动器组件的污染并且允许一系列无菌手术器械与无菌屏障快速且可靠地附接，无菌屏障在手术器械周围维持一个无菌的区域。

机器人辅助外科手术***中的另一个挑战是需要无菌适配器能够容易地与致动器组件接合和脱离，从而使得无菌屏障不被破坏。然而，无菌适配器和致动器组件之间的联锁涉及复杂的装配，从而使装配成本高，繁琐且耗时。

鉴于上述提到的挑战，需要一种具有改进的无菌适配器组件的机器人手术***，这种***允许在机器人手术的操作期间，无菌适配器组件与致动器组件容易地附接/拆卸，且不破坏无菌屏障。

发明内容

本发明公开了一种无菌适配器组件。所述无菌适配器组件包括外壳和设置在外壳内的浮动板。所述无菌适配器组件还包括至少一个旋转体，旋转体具有附于所述浮动板上的圆周表面。所述至少一个旋转体具有能够接收致动器组件的驱动元件的至少一个引脚的至少一个开口。所述无菌适配器组件还包括位于所述至少一个旋转体内的压缩机构，以使所述致动器组件的所述驱动元件的至少一个引脚与所述至少一个旋转体的所述至少一个开口对准。

附图说明

为进一步阐明本发明的优点和特征，将参照附图所示的具体实施例对本发明进行更具体的描述。应当理解，这些附图仅描绘了本发明的典型实施例，因此不应视为限制本发明的范围。将结合以下附图以额外特征和细节对本发明进行描述和解释，在附图中：

图1(a)示出了根据本发明实施例的机器人手术***的多个机械臂的示意图；

图1(b)示出了根据本发明实施例的机器人手术***的外科医生控制台的示意图；

图1(c)示出了根据本发明实施例的机器人手术***的影像台车的示意图；

图2示出了根据本发明实施例的安装在机械臂上的工具接口组件的立体图；

图3(a)示出了根据本发明实施例的工具接口组件的立体图；

图3(b)示出了根据本发明实施例的工具接口组件的分解图；

图4(a)示出了根据本发明实施例的致动器组件和无菌适配器组件处于分离位置的前视图；

图4(b)示出了根据本发明实施例的致动器组件和无菌适配器组件处于分离位置的后视图；

图4(c)示出了根据本发明实施例的致动器组件和无菌适配器组件处于锁定位置的视图；

图5(a)示出了根据本发明实施例的无菌适配器组件的上视图；

图5(b)示出了根据本发明实施例的无菌适配器组件的下视图；

图6(a)示出了根据本发明实施例的无菌适配器组件的浮动板的前视图；

图6(b)示出了根据本发明实施例的无菌适配器组件的浮动板的背视图；

图7示出了根据本发明实施例的没有旋转体的浮动板的立体图；

图8(a)示出了根据本发明实施例的带有弹簧的旋转体；以及

图8(b)示出了根据本发明的实施例的如图8(a)所示的弹簧的单独视图。

具体实施方式

为了促进对本发明原理的理解，现将参考附图中所示的实施例，并且使用特定语言来描述实施例。然而，应当理解，这并非用于限制本发明的范围，对所示***中的此类改变和进一步修改，以及如本文所示的本发明原理的此类进一步应用都应被认为是与本发明相关的领域中的技术人员通常会想到的。

本领域技术人员将理解，上述的总体描述和以下的详细描述是本发明的示例性和说明性描述，并非旨在限制本发明。在整个专利说明书中，采用的惯例是在附图中，相同的数字表示相同的部件。

对贯穿本说明书中的“实施例”、“另一实施例”、“实现方式”、“另一实现方式”或类似语言的引用，意味着所描述的与该实施例有关的特定特征、结构或特征包括在本发明至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书中的“在实施例中”、“在另一实施例中”、“在一个实现方式中”、“在另一个实现方式中”短语和类似语言的出现可以是，但不一定都是指相同的实施例。

术语“包括”或任何其他的变化，均旨在涵盖非排他式的包含，使得包括一系列步骤的过程或方法不仅包括那些列出的步骤，而且还可以包括未明确列出或此类过程或方法本来就有的其它步骤。类似地，通过“包括……一”继续展开的一个或多个装置或子***或元件或结构，在没有更多约束的情况下，不排除其他装置、或其他子***或其他元件或其他结构或附加装置或附加子***或附加元件或附加结构的存在。

除非另有定义，在此使用的所有技术和科学术语都具有与本发明所属领域的普通技术人员普遍理解的相同的含义。本文中提供的设备、***和示例仅是说明性的，并不打算加以限制本发明。

其中术语“一”并不表示数量的限制，而是表示至少一个参考项的存在。此外，术语无菌屏障和无菌适配器表示相同的含义，并且可以在整个说明书中可互换使用。

下面将参照附图详细描述本发明的实施例。

本发明涉及一种用于微创手术的机器人手术***。机器人手术***通常涉及多个机械臂的使用。机械臂中的一个或多个通常将支撑可以铰接的手术工具(例如钳子，剪刀，抓紧器，持针器，显微解剖器，钉子施放器，钉子，抽吸/冲洗工具，施夹钳等)或非铰接式的手术工具(例如切割刀片，烧灼探针，冲洗器，导管，抽吸孔等)。机械臂中的一个或多个通常用于支撑一个或多个手术图像捕获装置，例如内窥镜(其可以是各种结构中的任何一种，例如腹腔镜，关节镜，子宫镜等)，或者可选地，其他一些成像模式(诸如超声，荧光镜，磁共振成像等)。

图1(a)示出了根据本发明实施例的机器人手术***的多个机械臂的示意图。具体地，图1(a)示出了机器人手术***100，其具有围绕床旁机械臂车101安装的四个机械臂103a，103b，103c，103d。图1(a)所描述的四个机械臂103a，103b，103c，103d是为了说明的目的，并且机械臂的数量根据手术类型或机器人手术***的不同而变化。这四个机械臂103a，103b，103c，103d沿着床旁机械臂车101安装，并且可以以不同的方式布置，但并不限于机械臂103a，103b，103c，103d是设置在床旁机械臂车101上还是设置在可移动的装置上，或机械臂103a，103b，103c，103d是机械地和/或可操作地相互连接，或机械臂103a，103b，103c，103d连接一个中心体，使得机械臂103a，103b，103c，103d从中心体中分支出来(如图所示)。

图1(b)示出了根据本发明实施例的机器人手术***的外科医生控制台的示意图。外科医生控制台117通过控制位于患者体内的机械臂103a，103b，103c，103d，协助外科医生远程操作躺在床旁机械臂车101上的患者。外科医生控制台117构造成当手术器械位于患者体内时控制手术器械的移动(如图2所示)。外科医生控制台117也可以包括至少一个可调节的观察装置107，但并不限于是2D/3D的监视器，可穿带的观察装置(未示出)及其组合。外科医生控制台117也可以配备多个显示器，这些显示器不仅显示在床旁机械臂车101上手术部位的3D高清(HD)内窥镜图像，而且还可以显示在机器人手术期间外科医生可以使用到的各种医疗设备的附加信息。此外，观察装置107可以提供机器人手术***100的多种模式，不限于附接的机械臂的识别和数量，附接的当前工具类型，当前工具尖端部位置，碰撞信息以及诸如ECG、超声显示、荧光图像、CT、MRI等医学数据。外科医生控制台117还进一步包括用于控制机械臂的机构，但不限于一个或多个手控制器109，一个或多个脚控制器113，离合器机构(未示出)及其它们之间的组合。外科医生控制台117上的手控制器109要求无缝地捕捉和传递外科医生所执行的复杂动作，给人以外科医生正在直接操作外科手术工具的感觉。在外科手术期间，不同的控制器可能需要用于不同的目的。在一些实施例中，手控制器109可以是一个或多个手动操作输入设备，比如操作杆，骨骼式手套，动力和重力补偿机械手等。这些手控制器109控制遥控马达，转而，遥控马达控制附接在机械臂上的外科器械的运动。外科医生可以坐在诸如椅子111的休息装置上，如图1(b)所示，同时控制外科医生控制台117。椅子111可以根据外科医生的舒适度，通过装置调节高度、扶手等，同时还可以在椅子111上设置各种控制装置。此外，外科医生控制台117只要保持与机器人手臂的连接，其可以位于手术室内的单独位置，或者可以分布在医院中的任何其他的位置。

图1(c)示出了根据本发明实施例的机器人手术***的影像台车的示意图。影像台车119构造成显示由内窥镜捕获的手术的2D和/或3D图像。影像台车119可以根据观察的方便程度以不同角度和高度进行调节。影像台车119可以具有各种功能，但不限于提供触摸屏显示、预览/记录/回放规定、各种输入/输出装置、2D到3D转换器等。影像台车119可以包括影像***部分(未示出)，该影像***部分能够使旁观者或其他非手术外科医生能够从患者体外观察手术部位。其中一个机械臂通常连接具有视频-图像捕获功能的外科器械(即，相机仪器)，用于在影像台车119上显示捕获的图像。在一些机器人手术***的配置中，相机仪器包括光学器件，该光学器件将图像从相机仪器末端部传递到一个或多个位于患者体外的成像传感器(例如，CCD或CMOS传感器)。备选地，成像传感器可以位于相机仪器的末端部，以及传感器产生的信号可以沿着导线传递或无线传递，以便在影像台车119进行处理和显示。

图2示出了根据本发明实施例的安装在机械臂上的工具接口组件的立体图。工具接口组件200安装在机器人手术***100的机械臂201上。工具接口组件200是用于对患者执行机器人手术的主要部件。如图2所示的机械臂201仅出于说明目的而示出，并且可以使用具有不同配置、自由度(DOF)和形状的其他机械臂。

图3(a)示出了根据本发明实施例的工具接口组件的立体图以及图3(b)示出了根据本发明实施例的工具接口组件的分解图。工具接口组件200，如图3(a)或图3(b)任一个所示，包括ATI(臂与工具接口)连接器315(如图3(b)所示)，ATI连接器315便于工具接口组件200与机械臂(如图2所示)可操作性地连接。进一步的，工具接口组件200还包括安装在导向机构上的致动器组件305，致动器组件305能够沿着导向机构线性移动。如图3(a)和3(b)所示的导向机构是导轨321。外科医生在位于外科手术控制台117(如图1(b)所示)上的控制器的帮助下，控制致动器组件305沿着导轨321移动。无菌适配器组件303可释放地安装在致动器组件305上，以将机械臂的非无菌部分与无菌手术工具组件301分开。提供一种锁定件机构(如图4所示)，用于无菌适配器组件303与致动器组件305可释放地锁定和解锁。无菌适配器组件303组件可拆卸地与致动器组件305接合，致动器组件305在无菌区域驱动和控制无菌手术器械。在另一实施例中，手术工具组件301也可以通过按钮319与无菌适配器组件303可拆卸式地锁定/解锁或连接/脱离。

现在参考图3(b)，手术工具组件301包括轴311和端部部执行器313。端部部执行器313可以包括手术器械或可以构造成附接有手术器械。端部部执行器313可以是与一个或多个外科手术任务关联的手术器械，例如镊子、针驱动器、剪刀、双极烧灼器、组织稳定器或牵开器、施夹钳、吻合装置、成像装置(例如，内窥镜或超声探头)等。一些手术器械进一步为手术工具组件301提供铰接式支撑(有时称为“腕”)，使得外科工具组件301的位置和方向可以关于器械的轴311的一个或多个机械自由度来操纵。进一步的，端部部执行器313包括功能性机械自由度，例如打开或关闭的钳口，或者沿着路径平移的刀。手术工具组件301还可以包含存储的(例如，位于器械内部的半导体存储器上)信息，这些信息可以是永久的，也可以是通过机器人手术***100可更新的。

套管夹持器309设置在工具接口组件200上，且套管夹持器309构造为可以夹持套管307，套管307通过开口(未示出)接收轴311。套管307包括中空体，中空体包括多个位于内表面(未示出)的槽(未示出)。这些槽提供了锁定机构，该锁机机构能够将套管307以期望的角度固定在轴311上，并在轴311一旦被套管307接收后，防止轴311移动、扭转和任何轴向的运动。套管夹持器309可拆卸式地附接于工具接口组件200的一端部，并且包括接收套管307的瓣状体。备选地，套管夹持器309可具有用于接收套管307的圆形体，并且包括将套管307夹持在固定位置的槽。

套管夹持器309可以固定在工具接口组件200的主体上，并且可以构造为夹持或固定套管307，使得在执行手术操作时套管307是稳定的。可以通过安装器323上的一组凹槽接受套管夹持器309而使套管夹持器309固定在工具接口组件200的安装件323上。

图4(a)示出了根据本发明实施例的致动器组件和无菌适配器组件处于分离位置的前视图。无菌适配器组件303构造成能够通过各种锁定机构(但不限制卡扣配合、按钮锁定机构等)拆卸性安装在致动器组件305上。

本发明的一个实施例公开了一种无菌屏障组件303，该无菌屏障组件可以包括具有上表面421和下表面419的外壳401以及位于上表面421上的至少一个浮动板423(如图4(b)所示)。至少一个浮动板(如图5(a)所示)具有至少一个旋转体(如图5(a)所示)。在附图的描述中提供了具有旋转体的浮动板的详细说明。无菌屏障组件303可以进一步包括压缩机构(如图7所示)，并且在附图的描述中提供对压缩机构的详细说明。

无菌屏障组件303可包括至少一个锁定凸耳403和至少一个凹型导向件415。至少一个锁定凸耳403设置在无菌屏障组件303的下表面419的一端部上，以及至少一个凹型导向件415设置在与无菌屏障组件303的下表面419的一个或多个锁定凸耳403相对的一侧。

所述至少一个锁定凸耳403可包括在其外圆周上具有凹槽的圆柱形轮廓。圆柱形轮廓可在其外圆周上设有切口。所述至少一个凹型导向件415可包括导向槽，特别是矩形导向槽。根据具体实施例，无菌屏障组件303包括位于下表面419的一端部上彼此间隔开的两个锁定凸耳403，425以及在下表面419上与锁定凸耳403，425相对的一端部上彼此间隔开的凹型导向件415，427。

无菌屏障组件303可以由任何合适的弹性材料制成，例如金属或合金。用于无菌屏障组件303的材料可选自铝、钢、铁、镍、铜、锌、锡或其任意组合。根据本发明的具体实施例，无菌屏障组件303由铝制成。无菌屏障组件303可涂覆或者可具有保护涂层，例如合金镀层。根据实施例，阳极氧化工艺可用于涂覆无菌屏障组件303，从而在无菌屏障组件303的表面形成氧化铝的保护涂层。无菌屏障组件303可以是任何合适的尺寸，可以方便地附接到致动器组件305上而不影响外科手术的便利性。无菌屏障组件303可具有提供足够强度的适当厚度。

无菌屏障组件303可以是任何合适的形状，从而保持无菌屏障组件303的易于固定。根据本发明的实施例，无菌屏障组件303大致为方形板，其中无菌屏障组件303的下端部包括比无菌屏障组件303的上端部更大的突起。在附图的描述中提供了对无菌屏障组件303的详细说明。

致动器组件305可包括壳体417、具有突出的轮廓的至少一个凸型导向件429、用于限定凹处405的至少一个锁定凹口409、一个或多个锁定板407以及一个或多个驱动元件413。一个或多个锁定凹口409设置在致动器组件305的上表面421的一端部上，一个或多个凸型导向件429设置在端部(致动器组件305的上表面421的一个或多个锁定凹口409的)相对侧。致动器组件305可包括各种机械马达和电气连接，使得在外科手术期间，当外科医生在外科医生控制台117上操作去控制外科手术器械时，便于驱动元件413的运动。

根据具体实施例，致动器组件305包括在上表面421的一端部上彼此间隔开的两个凸型导向件411，429，以及包括在上表面421上与凸型导向件411，429的相对端部上彼此间隔开的两个锁定凹口409，431。两个锁定凹口409，431中的每个用于限定凹处405，433。

致动器组件305可以由任何合适的弹性材料制成，例如金属或合金。用于致动器组件305的材料可选自铝、钢、铁、镍、铜、锌、锡或其任意组合。根据本发明的具体实施例，致动器组件305由铝制成。致动器组件305可涂敷或者可具有保护涂层，例如合金镀层。根据实施例，阳极氧化工艺可用于涂覆致动器组件305，从而在致动器组件305的表面形成氧化铝的保护涂层。致动器组件305可以是任何合适的尺寸，可以方便地附接到工具接口组件200上而不影响外科手术的便利性。致动器组件305可具有提供足够强度的适当厚度。

致动器组件305可以是任何合适的形状，从而保持致动器组件305的易于固定。根据本发明的实施例，致动器组件305大致上为矩形，其中致动器组件305的主体朝向致动器组件305的上端部大致上逐渐变细。在附图的描述中提供了对致动器组件305的详细说明。

在本发明的具体实施例中，通过位于致动器组件305的锁定凹口409，431和无菌适配器组件303的锁定凸耳403，425之间的互锁以及致动器组件305的凸型导向件411，429和无菌适配器组件303的凹型导向件415，427之间的互锁使无菌适配器组件303与致动器组件305可释放地连接。在这个锁定机构中，无菌适配器组件303的锁定凸耳403，425分别由相应的锁定凹口409，431所对应的凹处405接收，与此同时，致动器组件305的一个或多个凸型导向件411，429装配到无菌适配器组件303的凹型导向件427，415的导向槽中，从而将无菌适配器组件303锁定到致动器组件305上。当从致动器组件305上解锁无菌适配器组件303时，按压锁定凹口409，431释放无菌适配器组件303的锁定凸耳403，425，从而将无菌适配器组件303从致动器组件305上轻易地分离。上述锁定机构具有快速、可靠、符合人体工程学的特点，这在机器人辅助手术工具更换期间非常重要。

图4(b)示出了根据本发明实施例的致动器组件和无菌适配器组件处于分离位置的背视图。图4(b)清楚地示出了分别与无菌适配器组件303和与致动器组件305相关的两个凹型导向件415，427和一个或多个驱动元件413。

图4(c)示出了根据本发明实施例的致动器组件和无菌适配器组件处于锁定位置的视图。

在实施例中，处于第一非锁定位置(如图4(a)所示)的致动器组件305的至少一个锁定凹口409接收无菌适配器组件303的至少一个接合凸耳403，以从第一非锁定位置移动到第一锁定位置(A)，并且处于第二非锁定位置(如图4(a)所示)的无菌适配器组件303至少一个凹型导向件415接收致动器组件305的至少一个凸型导向件429，以从第二非锁定位置移动到第二锁定位置(B)，从而将无菌适配器组件303与致动器组件305联锁。

图5(a)示出了根据本发明实施例的无菌适配器组件的上视图。无菌适配器组件303包括具有上表面421和下表面419的外壳401、存储装置507、至少一个浮动板423，其中浮动板423可以包括弹性地安装在每个浮动板423上的一个或多个旋转体505。在实施例中，四个旋转体505a、505b、505c、505d安装在一个浮动板423上并且彼此间隔开，使得每个旋转体505a、505b、505c、505d的旋转不受相邻旋转体旋转的影响。根据具体实施例，旋转体505a、505b、505c、505d具有圆形的轮廓。

在另一实施例中，每个旋转体505a、505b、505c、505d可包括压缩机构700，压缩机构700封闭在旋转体505a、505b、505c、505d的壳体内。通过图7的描述讨论压缩机构700的细节。

在另一实施例中，每个旋转体505a、505b、505c、505d可以由任何合适的弹性材料制成，例如金属或合金。旋转体505a、505b、505c、505d的材料可选自铝、钢、铁、镍、铜、锌、锡或其任意组合。根据本发明的具体实施例，每个旋转体505a、505b、505c、505d由铝制成。旋转体505a、505b、505c、505d可涂覆或者可具有保护涂层，例如合金镀层。根据实施例，阳极氧化工艺可用于涂覆旋转体505a、505b、505c、505d，以在旋转体505a、505b、505c、505d的表面形成氧化铝保护涂层。旋转体505a、505b、505c、505d可以是任何合适的尺寸，可以方便地固定到浮动板423而不影响机械操作的便利性。旋转体505a、505b、505c、505d可具有提供足够强度的适当厚度。

在另一实施例中，至少浮动板423可以包括开口，旋转体505a、505b、505c、505d可固定在开口中。旋转体505a、505b、505c、505d可用胶水粘附到浮动板423上，也可以通过旋转地固定、螺栓连接、铆接、螺纹连接中的一种及其组合而设置在浮动板423上。

存储装置507可以是任何可读存储器装置，例如闪存、EEPROM等。存储装置507能够存储各种数据，但不限于手术器械类型、梳理性信息等。每个旋转体505a、505b、505c、505d能够与手术器械/工具机电式耦合。

图5(b)示出了根据本发明实施例的无菌适配器组件的下视图。无菌适配器组件303的下视图示出了浮动板423的下表面和安装在浮动板423上的旋转体505a，505b，505c，505d的下表面。每个旋转体505a，505b，505c，505d能够与驱动元件413机电式耦合(如图4(b)所示)。

无菌适配器组件303还包括位于下表面419一端部上的两个锁定凸耳(403，425)以及位于下表面419的相对端部上的两个凹型导向件415，427。

在本发明的具体实施例中，通过致动器组件305的两个锁定凹口409，431和无菌适配器组件303的两个(锁定凸耳403，425)之间的互锁以及致动器组件305的两个凸型导向件411，429和无菌适配器组件303的两个凹型导向件415，427之间的互锁而使无菌适配器组件303与致动器组件305可释放地连接。

参考图6(a)和6(b)，示出了根据本发明的实施例的具有旋转体505a、505b、505c、505d的浮动板423的上侧部和下侧部。如图6(a)所示，每个旋转体505a、505b、505c、505d可包括通过其圆周表面的一个或多个中空开口。在具体实施例中，每个旋转体505a、505b、505c、505d包括两个中空开口601a、601b。浮动板423上的每个旋转体505a、505b、505c、505d可进一步包括夹在开口601a和开口601b之间的凹部603。开口601a，601b彼此之间的距离以及与凹部603之间的距离可以根据每个旋转体505的构造而变化。浮动板423(如图6(b)所示)显示了每个旋转体505a、505b、505c、505d的下视图。此外，每个浮动板423能够在无菌屏障组件303内上下移动。

开口601a、601b构造为接收和接合致动器组件305的驱动元件413的一个或多个引脚。驱动元件413的一个或多个引脚构造成卡扣配合旋转体505a、505b、505c、505d的开口601a、601b。驱动元件413的圆周表面的构造与旋转体505a、505b、505c、505d的开口601a、601b的圆周基本相似。

在另一实施例中，浮动板423固定在外壳401内，使得浮动板423与上表面421和下表面419接合。

图7示出了根据本发明实施例的没有旋转体的浮动板。压缩机构700定位在凹槽(未示出)中，该凹槽被设置在旋转体应该被定位的位置。根据具体实施例，压缩机构是弹簧701。弹簧701可与旋转体505a、505b、505c、505d为一体结构设计，并且可方便旋转体505a、505b、505c、505d沿着其轴线压缩和展开。

现在参考图8(a)和8(b)，示出了根据本发明实施例的单独的旋转体800。旋转体800包括通过导向杆805可操作地连接的上体801和下体803。此外，弹簧701夹在上体801和下体803之间，并绕导向杆805盘绕。弹簧701和导向杆805机构在旋转体800的上体801和下体803之间提供额外的灵活性。此种设置提供了从外科医生控制台到致动器组件305命令的有效传递，从而控制手术器械的运动。

在具体实施例中，当无菌适配器组件303与致动器组件305接合时，弹簧701便于将无菌适配器组件303与致动器组件305锁定。更具体地，当无菌适配器组件303与致动器组件305接合时，驱动元件413的一个或多个引脚和旋转体505的开口601a，601b未对齐，并且更经常的是，它们之间彼此不接合。在这种情况下，旋转体505之间的弹簧701允许无菌适配器组件303与致动器组件305锁定，而不需要驱动元件413的一个或多个引脚与旋转体505的开口601a，601b实际接合。在将无菌适配器组件303与致动器组件305锁定之后，驱动元件413的一个或多个引脚与旋转体505的开口601a，601b实际接合，并(借助于弹簧的张力)完成归位。

在另一实施例中，无菌适配器组件303一体化设置有无菌帷帘(未示出)用于机器人手术***的覆盖部分(特别是机械臂103a、103b、103c、103d)结构，以在无菌手术区域和非无菌机器人***之间维持无菌屏障，同时还提供接口，该接口用于手术器械和机器人手术***之间传递机械能、电能及信号。一个实施例中，无菌适配器组件303可以借助一种薄膜粘合材料的方法永久地连接到无菌帷帘上，薄膜粘合材料的方法使无菌适配器组件303通过脉冲热密封和/或使用粘合薄膜附接到无菌帷帘上。

在另一实施例中，无菌适配器组件303还包括一对支撑件(未示出)，该支撑件用于适当地对齐、定位和保持位于无菌适配器组件303上端部的手术器械，以便与器械操作器接合。旋转体505a、505b、505c、505d帮助器械操作器将手术器械对准在无菌适配器组件303上。

出于说明和描述的目的，已经给出了本发明的示例性实施例的上述描述。它们并非旨在穷尽或将本发明限制于所公开的确切的形式，且显然易见的是，根据上述教导是可能进行许多修改和变化的。所选择和所描述的示例性实施例是为了最好地解释本发明的原理及其实际的应用，从而使本领域的其他技术人员能够最好地利用本发明和进行各种修改的各种实施例，各种修改根据适合于预期的特殊用途进行修改。应当理解的是，在不脱离本发明的权利要求的精神或范围的情况下，视情况各种省略、等同的替换是根据情况而定是可以预期的，但是旨在覆盖本申请或本发明实施。

上面已经结合具体实施例描述了本发明的有益效果、其他优点以及解决问题的技术方案。然而，有益效果、优点、解决问题的技术方案以及任何可以引起有益效果、优点、或解决方案发生或变的更加显著的成分，并不应理解为是任一个或全部权利要求的关键的、必须的和必要的技术特征或成分。

虽然描述本说明已经使用了特定的语言，但是由于本说明而引起的任何限制都不是有意的。对于本领域技术人员显而易见的是，为了实现上述所教导的发明构思，可以对该装置进行各种可行的修改。

Claims (8)

1.一种无菌适配器组件（303），包括：

外壳(401)；

定位在所述外壳（401）内的浮动板（423）；

具有附着在所述浮动板（423）上的圆周表面的至少一个旋转体（505a）；所述至少一个旋转体（505a）具有能够接收致动器组件（305）的驱动元件（413）的至少一个引脚的至少一个开口（601a）；

位于所述至少一个旋转体（505a）内的压缩机构（700），以使所述致动器组件（305）的所述驱动元件（413）的至少一个引脚与所述至少一个旋转体（505a）的所述至少一个开口（601a）对准；以及

设置在下表面（419）上的至少一个具有圆柱形轮廓的接合凸耳（403），用于在操作时与所述致动器组件（305）的至少一个具有圆柱形槽的凹口（409）相接合；

其中，所述压缩机构（700）为弹簧（701）；

其中，所述旋转体（505a）为单独的旋转体（800），所述单独的旋转体（800）包括通过导向杆（805）可操作地连接的上体（801）和下体（803）；

其中，弹簧（701）夹在上体（801）和下体（803）之间，并绕导向杆（805）盘绕；

其中，在将无菌适配器组件（303）与致动器组件（305）锁定之后，驱动元件（413）的一个或多个引脚与旋转体的开口实际接合，并借助于弹簧的张力完成归位。

2.根据权利要求1所述的无菌适配器组件，其中，所述外壳（401）具有上表面（421）和下表面（419），并且所述浮动板（423）附着在所述外壳（401）内，使得所述浮动板（423）与所述上表面（421）和所述下表面（419）接合。

3.根据权利要求1所述的无菌适配器组件，其中，还包括位于下表面（419）上与所述至少一个接合凸耳（403）位置相对的至少一个凹型导向件（415）；所述至少一个凹型导向件（415）在操作时与所述致动器组件（305）的至少一个凸型导向件（429）相接合。

4.根据权利要求1所述的无菌适配器组件，其中，还包括能够存储数据的存储装置（507）。

5.根据权利要求1所述的无菌适配器组件，其中，还包括具有附着在所述浮动板（423）上的圆周表面的至少两个旋转体（505a，505b），其中，至少两个旋转体（505a，505b）彼此间隔开，以使所述至少两个旋转体（505a，505b）中的每一个的旋转不受相邻旋转体旋转的影响。

6.根据权利要求1所述的无菌适配器组件，其中，所述无菌适配器组件（303）一体化设置有用于机器人手术***的帷帘部分的无菌帷帘。

7.根据权利要求6所述的无菌适配器组件，其中，所述无菌适配器组件（303）通过一种薄膜粘合材料的方法永久地附接到所述无菌帷帘上。

8.根据权利要求1所述的无菌适配器组件，其中，所述无菌适配器组件（303）还包括一对支撑件，用于适当地对齐、定位和保持位于无菌适配器组件（303）上侧的手术器械，以便与器械操作器接合。

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