JP2011519731A - ロボットマニピュレータから取り付け器具に制御器動作を転送するカプラ - Google Patents
ロボットマニピュレータから取り付け器具に制御器動作を転送するカプラ Download PDFInfo
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Abstract
Description
(分野)
本発明の実施形態は、機械的カプラの分野に関し、より具体的には、ロボットマニピュレータからの制御動作を転送するカプラに関する。
最小侵襲性医療技術は、診断処置または外科手術処置中に損傷され得る無関係な組織の量を減らし、それによって、患者の回復時間、不快、有害な副作用を減らすために用いられてきた。最小侵襲性外科手術の従来の形態は内視鏡検査法を含む。内視鏡検査法のより一般的な形態のうちの1つは、腹腔鏡検査法であり、腹腔鏡検査法は、腹腔内の最小侵襲性検査または外科手術である。従来の腹腔鏡外科手術において、患者の腹腔は気体によって通気され、カニューレスリーブは、患者の腹部の筋肉組織における小さな(約1/2インチの)切開に通され、入口ポートを提供し、その入口ポートを通って、腹腔鏡外科手術器具が密閉した方式で通され得る。
ロボットマニピュレータからの制御器動作を提供するカプラは、球状のベアリング表面付きの先端を有するピンと、球状のベアリング表面の中心の周りに2つの回転自由度でピンの球状のベアリング表面上に支持されるプレートとを含む。プレートは、後部表面と、被駆動デバイスのジンバルアセンブリの内側ジンバルの第1の表面を支える反対側の駆動表面とを有する。プレートは、駆動表面から外側にかつ後部表面から離れるように延びるピン受容部分を含む。ピン受容部分は、ピンの球状のベアリング表面を受容する球状の受容表面を含む。球状のベアリング表面は、球状のベアリング表面の中心が被駆動デバイスのジンバルアセンブリ軸の交点と一致するように、駆動表面の上方にある距離をおいて位置を定められる。
以下の説明において、多くの特定の詳細が述べられる。しかしながら、本発明の実施形態がこれらの特定の詳細がなくても実施され得ることが理解される。他の場合において、この説明を理解しにくくしないために、周知の回路、構造および技術は、詳細には示されていない。
Claims (25)
- ロボットマニピュレータから制御器動作を転送するカプラであって、該カプラは、
球状のベアリング表面付きの先端を有するピンと、
該球状のベアリング表面の中心の周りに2自由度で該ピンの該球状のベアリング表面上に支持されるプレートであって、該プレートは、後部表面と、被駆動デバイスのジンバルアセンブリの内側ジンバルの第1の表面を支える反対側の駆動表面とを有し、該プレートは、該駆動表面から外側にかつ該後部表面から離れるように延びるピン受容部分を含み、該ピン受容部分は、該ピンの該球状のベアリング表面を受容する球状の受容表面を含み、該球状のベアリング表面は、該球状のベアリング表面の該中心が該被駆動デバイスのジンバルアセンブリ軸の交点と一致するように、該駆動表面の上方にある距離をおいて位置を定められる、プレートと
を備えている、カプラ。 - 前記ピン受容部分は、前記球状のベアリング表面から前記後部表面に延びる円錐形表面を含む、請求項1に記載のカプラ。
- 前記プレートの前記駆動表面上の複数の整列特徴であって、前記被駆動デバイスのジンバルアセンブリの前記内側ジンバルの前記第1の表面上の対応する特徴と嵌合する、整列特徴をさらに含む、請求項1に記載のカプラ。
- 前記複数の整列特徴は、***した半球状の表面を含む、請求項3に記載のカプラ。
- 前記複数の整列特徴は、V形状の溝を含む、請求項3に記載のカプラ。
- 2自由度で前記球状のベアリング表面の中心の周りに前記プレートを回転させるアクチュエータ機構をさらに含む、請求項1に記載のカプラ。
- アクチュエータアームをさらに含み、該アクチュエータアームは、該アクチュエータアームの第1の端部において前記プレートの一方の側に接続され、前記アクチュエータ機構は、該第1の端部の反対側の該アクチュエータアームの第2の端部に隣接して該アクチュエータアームに連結される、請求項6に記載のカプラ。
- 第1のハウジングと、
該第1のハウジングに回転可能に連結される外側ジンバルであって、該外側ジンバルは第1の軸の周りに回転可能である、外側ジンバルと、
該外側ジンバルに回転可能に連結される内側ジンバルであって、該内側ジンバルは該第1の軸と交差する第2の軸の周りに回転可能である、内側ジンバルと、
第2のハウジングと、
該第2のハウジングに接続されるピンであって、該ピンは球状のベアリング表面付きの先端を有する、ピンと、
該球状のベアリング表面の中心の周りに2自由度で該ピンの該球状のベアリング表面上に支持されるプレートであって、該プレートは、後部表面と、該第2のハウジングが該第1のハウジングに接続されているとき、該内側ジンバルの第1の表面を支える反対側の駆動表面とを有し、該プレートは、該駆動表面から外側にかつ該後部表面から離れるように延びるピン受容部分を含み、該ピン受容部分は、該ピンの該球状のベアリング表面を受容する球状の受容表面を含み、該球状のベアリング表面は、該球状のベアリング表面の該中心が該第1の軸と第2の軸との交点と一致するように、該駆動表面の上方にある距離をおいて位置を定められる、プレートと
を備えている、カプラシステム。 - 前記プレートの前記ピン受容部分は、前記球状のベアリング表面から前記後部表面に延びる円錐形表面を含む、請求項8に記載のカプラシステム。
- 前記プレートは、前記駆動表面上の複数の整列特徴であって、前記内側ジンバルの前記第1の表面上の対応する特徴と嵌合する、複数の整列特徴を含む、請求項8に記載のカプラシステム。
- 前記複数の整列特徴は、***した半球状の表面を含む、請求項10に記載のカプラシステム。
- 前記複数の整列特徴は、V形状の溝を含む、請求項10に記載のカプラシステム。
- 2自由度で前記球状のベアリング表面の中心の周りに前記プレートを回転させるアクチュエータ機構をさらに含む、請求項8に記載のカプラシステム。
- 前記プレートは、アクチュエータアームをさらに含み、該アクチュエータアームは、該アクチュエータアームの第1の端部において該プレートの一方の側に接続され、前記アクチュエータ機構は、該第1の端部の反対側の該アクチュエータアームの第2の端部に隣接して該アクチュエータアームに連結される、請求項13に記載のカプラシステム。
- 外科手術器具であって、該外科手術器具は、第1の端部にジンバルアセンブリを含み、該ジンバルアセンブリは、該第1の端部の反対側の第2の端部において外科手術ツールに動作可能に連結される、外科手術器具と、
該外科手術器具に分離可能に接続されるロボットマニピュレータであって、該ロボットマニピュレータは、該ロボットマニピュレータから該外科手術器具に制御器動作を転送するカプラを含み、該カプラは、
球状のベアリング表面付きの先端を有するピンと、
該球状のベアリング表面の中心の周りに2自由度で該ピンの該球状のベアリング表面上に支持されるプレートであって、該プレートは、後部表面と、該外科手術器具のジンバルアセンブリの内側ジンバルの第1の表面を支える反対側の駆動表面とを有し、該プレートは、該駆動表面から外側にかつ該後部表面から離れるように延びるピン受容部分を含み、該ピン受容部分は、該ピンの該球状のベアリング表面を受容する球状の受容表面を含み、該球状のベアリング表面は、該球状のベアリング表面の該中心が該外科手術器具のジンバルアセンブリ軸の交点と一致するように、該駆動表面の上方にある距離をおいて位置を定められる、プレートと
を含む、ロボットマニピュレータと
を備えている、ロボット外科手術システム。 - 前記カプラの前記ピン受容部分は、前記球状のベアリング表面から前記後部表面に延びる円錐形表面を含む、請求項15に記載のロボット外科手術システム。
- 前記カプラの前記プレートは、前記駆動表面上の複数の整列特徴であって、前記外科手術器具の前記ジンバルアセンブリの前記内側ジンバルの前記第1の表面上の対応する特徴に嵌合する、整列特徴をさらに含む、請求項15に記載のロボット外科手術システム。
- 前記複数の整列特徴は、***した半球状の表面を含む、請求項17に記載のロボット外科手術システム。
- 前記複数の整列特徴は、V形状の溝を含む、請求項17に記載のロボット外科手術システム。
- 前記ロボットマニピュレータは、2自由度で前記球状のベアリング表面の中心の周りに前記プレートを回転させるアクチュエータ機構をさらに含む、請求項15に記載のロボット外科手術システム。
- 前記カプラの前記プレートは、アクチュエータアームをさらに含み、該アクチュエータアームは、該アクチュエータアームの第1の端部において前記プレートの一方の側に接続され、前記アクチュエータ機構は、該第1の端部の反対側の該アクチュエータアームの第2の端部に隣接して該アクチュエータアームに連結される、請求項13に記載のロボット外科手術システム。
- ロボットマニピュレータから被駆動デバイスに制御器動作を提供するカプラであって、該カプラは、
該ロボットマニピュレータから該被駆動デバイスのジンバルアセンブリに制御器動作を転送する第1の手段と、
該第1の手段を支持する第2の手段と、
第3の手段であって、該被駆動デバイスのジンバルアセンブリ軸の交点と一致する該第1の手段に対する動作の中心の周りに2つの回転自由度を提供する、第3の手段と
を備えている、カプラ。 - 前記第1の手段を前記被駆動デバイスの前記ジンバルアセンブリに整列させる第4の手段をさらに含む、請求項15に記載のカプラ。
- 前記2自由度で動作の中心の周りに前記第1の手段を回転させる第5の手段をさらに含む、請求項15に記載のカプラ。
- ロボットマニピュレータから該マニピュレータに取り外し可能に取り付けられる被駆動デバイスに制御器動作を伝える方法であって、
ベアリング表面上に支持されるプレートを駆動する動作であって、該ベアリング表面は、プレートが該ベアリング表面上で旋回することを可能にする、動作と、
該プレートが該ベアリング表面上で旋回すると、該プレートから駆動力を受けるように該被駆動デバイスのジンバルアセンブリの被駆動表面の位置を決める、動作と
を包含し、
該ベアリング表面は、該ジンバルアセンブリのジンバル軸と一致するように位置を決められる、方法。
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