JP7079238B2 - 機械的ロックアウトを有する滅菌アダプタを含む手術装置 - Google Patents

Description

（関連出願）
本出願は、その全体が参照により本出願に援用される、２０１６年７月１４日に出願された“A
SURGICAL APPARATUS INCLUDING A STERILE ADAPTER HAVING MECHANICAL LOCKOUTS”と題する、米国仮特許出願第62/362,183号の優先権及びその出願日の利益を主張する。

本発明は、概して遠隔操作器具およびシステムに関し、より具体的にはプリロード力を利用する遠隔操作器具およびシステムに関する。

低侵襲医療処置に使用されるようなロボット制御システムは、比較的小さいツールまたは器具を正確に制御し且つ駆動するための大きく複雑な装置を含むことができる。（本明細書で使用されるとき、用語「ロボット」または「ロボット式に」などは、遠隔操作または遠隔ロボットの態様を含む。）図１Ａは、既知のロボット制御システム１００の一例を示している。例えば、Intuitive Surgical, Inc.によって市販されているda Vinci（登録商標） Surgical Systemの一部であり得るシステム１００は、複数のアーム１３０を有する患者側システム１１０を含む。各アーム１３０は、器具１５０の取り付けおよび器具１５０の操作のための機械的動力を提供するための機械的インタフェースを持つ駆動システムを一般的に含む駆動システム１４０を備えたドッキングポートを有する。アーム１３０は、医療処置中に、処置のためにそれぞれの器具１５０を移動および位置決めするために使用されることができる。

図１Ｂは、既知の器具１５０の底面図を示す。器具１５０は、概して、伝達機構またはバックエンド機構１５２と、バックエンド機構１５２から延びるメインチューブ１５４と、メインチューブ１５４の遠位端部にある機能的先端部１５６とを含む。先端部１５６は、一般に、医療処置中に使用することができるメス、ハサミ、鉗子、または焼灼器具などの医療用ツールを含む。駆動ケーブルまたはテンドン１５５が先端部１５６に接続され、メインチューブ１５４を通ってバックエンド機構１５２に延びる。バックエンド機構１５２は典型的には、器具１５０の駆動テンドン１５５と駆動システム１４０の機械的インタフェースの電動軸との間に機械的結合を提供する。特に、歯車またはディスク１５３が、駆動システム１４０の機械的インタフェース上の相補的な特徴部と係合するように位置決めされ、サイズ決めされ、そして形作られる突起または穴のような特徴部を有する。典型的な器具では、ディスク１５３の回転は、それぞれの駆動テンドン１５５を引き寄せ、先端部１５６の対応する機械的リンクを作動させる。したがって、システム１００は、先端部１５６を位置決めし、配向し、操作するために必要に応じて駆動テンドン１５５における動きおよび張力を制御することができる。既知の手術システムのさらなる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、“Surgical
Robotic Tools, Data Architecture, and Use”と題する、Tierney他に対する２００１年８月１３日に出願された特許文献１に記載されている。

システム１００の器具１５０は、駆動システム１４０から１つの器具１５０を取り外し、次いで取り外した器具の代わりに別の器具１５０を装着することによって交換することができる。一般に装着プロセスは、ディスク１５３上の特徴部が駆動システム１４０の相補的特徴部と適切に係合することを必要とする。しかし、装着前には、器具１５０上のディスク１５３の向きは一般に患者側システム１１０に知られていない。

さらに、患者側システム１１０などの機器は、医療処置間の複雑な機器の洗浄および滅菌が困難であるため、医療処置のために滅菌バリア（例えば、プラスチックシートドレープ）によってしばしば覆われる。この滅菌バリアは、駆動システム１４０に関連付けられたドッキングポートと器具のバックエンド機構１５２との間に置かれた滅菌アダプタを含み得る。例えば、それぞれがその全体が参照により本明細書に組み込まれ、いくつかの例示的な滅菌バリアおよびアダプタシステムを記載する、特許文献１およびＡｎｄｅｒｓｏｎ他に対する特許文献２（２００６年３月３１日に出願）に記載されている。

器具１５０の典型的な装着プロセスは、場合によっては介在する滅菌アダプタで、駆動システム１４０上のディスク１５３の向きに関係なくバックエンド機構１５２を取り付けることを含む。次いで、駆動システム１４０の駆動モータは、新たに装着された器具１５０の動作のために相補的特徴部が互いに噛み合いかつ確実に互いに係合することを確実にするために装着プロセス中に複数回前後に回転され得る。装着プロセス中のある時点で、駆動モータはそれぞれのディスク１５３を回転させるようにしっかり係合するようになる。しかし、駆動モータは器具１５０のそれぞれのディスク１５３と異なる予想外のときに確実に係合するので、装着されている器具１５０は装着プロセス中の時点で予想外の方法で動く可能性がある。特定の用途では、そのような予想外の動きは許容できない。一般に、装着プロセス中の器具先端部のランダムな動きに対応するために、器具１５０の周囲には開けたまたは制限された空間が必要とされる。

米国特許第７，０４８，７４５号 米国特許第７，６９９，８５５号 国際公開第２０１５／２３８３４号 米国特許出願公開第２０１５／２５７８４１号

コンピュータ支援手術装置は、プリロードアセンブリおよびコントローラを含む。コントローラはプリロードアセンブリに結合されている。プリロードアセンブリは、プリロード係合／係合解除機構を含む。コントローラは、プリロードアセンブリが完全に引き込まれるまでプリロードアセンブリを動かすように；プリロードアセンブリが完全に引き込まれた場合にプリロード係合／係合解除機構を作動させるように；およびプリロード係合／係合解除機構を作動させた後に、プリロードアセンブリをホーム位置に移動させるように、構成されている。

装置はまた、プリロードアセンブリと、ハウジングと、ハウジング内に移動可能に取り付けられたモータパックとを含む手術器具マニピュレータアセンブリを含む。プリロードアセンブリは、ホイールおよびボディを含むカム従動アセンブリを含む。ホイールはプリロードトラックに乗るように構成されている。カム従動アセンブリのボディは、第１のピボットピンに回転可能に結合されている。ボディは第１および第２の端部を含む。ボディの第２の端部はモータパックに結合されている。 ボディの第１の端部はホイールに結合されている。

一態様では、プリロード係合／係合解除機構はまた、第１の端部と第２の端部とを有するプリロード係合アームを含む。プリロード係合アームの第１の端部は第１のピボットピンに結合されている。ローリングピンがプリロード係合アームの第２の端部に取り付けられている。

この態様では、プリロード係合／係合解除機構は、第２のピボットピンと、第２のピボットピンに回転可能に結合されたプリロードの係合／係合解除アームとをさらに含む。プリロード係合／係合解除アームは、ローリングピンに結合可能且つローリングピンから分離可能である。トーションスプリングが第２のピボットピンに取り付けられ、プリロード係合／係合解除アームに結合されている。トーションスプリングは、プリロード係合／係合解除アームをローリングピンからの係合解除位置に保持するためにプリロード係合／係合解除アームにトルクを与えるように構成されている。

プリロード係合／係合解除機構は、プリロード係合／係合解除アームおよびコントローラに結合された電子アクチュエータをさらに含む。コントローラからの係合コマンドが電子アクチュエータによって受信される場合、電子アクチュエータは、プリロード係合／係合解除アームをローリングピンに対して係合位置に保持するためにプリロード係合／係合解除アームにトルクを与え、これは、プリロードがかけられている（係合されている）（engaged）と称される。プリロード係合／係合解除機構はまた、プリロード係合／係合解除アームに結合された緊急器具解放ボタンを含む。

別の態様では、装置は手術器具マニピュレータアセンブリ、挿入アセンブリ、およびコントローラを含む。手術器具マニピュレータアセンブリは、ハウジング、モータパック、およびプリロードアセンブリを含む。モータパックはハウジング内に移動可能に取り付けられている。プリロードアセンブリは、プリロード係合／係合解除機構を含む。挿入アセンブリは手術器具マニピュレータアセンブリに結合されている。挿入アセンブリはプリロードトラックを含む。コントローラは、手術器具マニピュレータアセンブリ、挿入アセンブリ、およびプリロードアセンブリに結合されている。コントローラは、プリロードアセンブリが完全に引き込まれるまでプリロードアセンブリを動かすよう挿入アセンブリに命令するように；プリロードアセンブリが完全に引き込まれた場合、プリロード係合／係合解除機構にプリロードをかける（engage）ように命令するように；およびプリロードをかけた後にプリロードアセンブリをホーム位置に移動させるように挿入アセンブリに命令するように；構成される。この装置において、プリロード係合／係合解除機構は上述したものと同じである。

方法が、手術器具マニピュレータアセンブリを完全に引き込まれた位置に移動させることによって、手術器具マニピュレータアセンブリのモータパックに対するプリロード力を解放するステップを含む。

別の方法は、コントローラが、手術器具マニピュレータアセンブリを完全に引き込まれた位置に動かすステップを含む。この方法はまた、コントローラが、プリロードをかけるように手術器具マニピュレータアセンブリのプリロードアセンブリに指令するステップを含む。方法は、プリロードがかけられた後に、コントローラが手術器具マニピュレータアセンブリをホーム位置に動かすステップをさらに含む。この方法はまた、コントローラが、プリロードを自動的に解放するように手術器具マニピュレータアセンブリを完全に引き込まれた位置に動かすステップを含むことができる。

手術装置は、手術器具マニピュレータアセンブリおよび滅菌アダプタアセンブリを含む。滅菌アダプタアセンブリは、手術器具マニピュレータアセンブリの遠位面に取り付けられている。プリロードアセンブリが、手術器具マニピュレータアセンブリを滅菌アダプタアセンブリにプリロード力を加えるように設定するとき、滅菌アダプタアセンブリは手術器具マニピュレータの遠位面から取り外し可能である。

一態様では、滅菌アダプタアセンブリは、機械的滅菌アダプタアセンブリ取り外しロックアウトおよび機械的手術器具取り外しロックアウトを含む。手術装置は、一態様では、滅菌アダプタアセンブリに取り付けられた手術器具も含む。手術器具を滅菌アダプタアセンブリに取り付けることは、機械的滅菌アダプタアセンブリ取り外しロックアウトを作動させる。

別の態様では、手術装置はまた、手術器具マニピュレータアセンブリに接続された挿入アセンブリを含む。手術器具マニピュレータアセンブリが遠位方向に所定の距離動かされる場合、手術器具マニピュレータアセンブリは滅菌アダプタ取り外しロックアウトを作動させる。

この態様では、手術器具マニピュレータアセンブリはまた、クラッチボタンを含む。クラッチボタンおよび緊急解放ボタンは、手術器具マニピュレータアセンブリの唯一のユーザ操作インタフェースである。

一態様では、滅菌アダプタアセンブリはフレームを含む。この態様では、機械的手術器具取り外しロックアウトは、滅菌アダプタアセンブリのフレームに移動可能に取り付けられた可動ボディを含む。可動ボディの第１の位置では、手術器具は滅菌アダプタアセンブリから取り外されることができ、一方、可動ボディの第２の位置では、手術器具は滅菌アダプタアセンブリの所定の位置にロックされる。

さらに別の態様では、滅菌アダプタアセンブリは、第１の端部および第２の端部を有するビームをさらに含み、第１の端部は第２の端部の反対側にある。ビームは、滅菌アダプタアセンブリのフレームに旋回可能（pivotally）に接続される。複数のフック延長部がビームの第２の端部から延びる。複数のフック延長部のそれぞれは、手術器具マニピュレータアセンブリのフックレシーバと係合するように構成されたフックを含む。滅菌アダプタアセンブリ解放ボタンがビームの第１の端部に結合されている。滅菌アダプタアセンブリ解放ボタンを第１の方向に押すことは、各フックをフックレシーバから係合解除するように複数のフック延長部を第２の方向に移動させる。機械的滅菌アダプタアセンブリ取り外しロックアウトは、手術器具が滅菌アダプタアセンブリに取り付けられている場合、手術器具が滅菌アダプタアセンブリボタンの第１の方向への移動を妨げ、したがって滅菌アダプタアセンブリの手術器具マニピュレータアセンブリからの取り外しを不能にするビームの第１端部を有する。

一態様では、手術器具マニピュレータアセンブリは、ハウジング、ハウジング内に取り付けられたクラッチボタン、および緊急器具解放ボタンを含むプリロードアセンブリを含む。クラッチボタンおよび緊急器具解放ボタンは、手術器具マニピュレータアセンブリの唯一のユーザ操作ボタンである。

方法は、手術器具マニピュレータアセンブリおよび滅菌アダプタアセンブリの組み合わせを、手術器具マニピュレータアセンブリが滅菌アダプタアセンブリに第２のプリロード力を加える第２の位置から手術器具マニピュレータアセンブリが滅菌アダプタアセンブリに第１のプリロード力を加える第１の位置へ動かすステップを含み、ここで第２のプリロード力は第１のプリロード力より大きい。この方法はまた、第１のプリロード力が滅菌アダプタアセンブリに加えられている状態で、手術器具マニピュレータアセンブリから滅菌アダプタアセンブリを取り外すステップを含む。

さらなる態様では、コンピュータ支援手術システムが、手術器具マニピュレータアセンブリおよびコントローラを含む。手術器具マニピュレータアセンブリは、プリロードアセンブリを含む。コントローラはプリロードアセンブリに結合されている。コントローラは、プリロードアセンブリへのコマンドを通じて、プリロード機構によって提供されるプリロードを直接制御する。

この態様では、手術器具マニピュレータアセンブリは、ハウジングおよびハウジング内に移動可能に取り付けられたモータパックを含む。プリロードアセンブリはハウジングに接続されている。プリロードアセンブリは、コントローラの制御下でモータパックをハウジングに対して動かすように構成される。

プリロードアセンブリは、モータおよびナットを含む。モータはコントローラに結合されている。モータがナットを第１の方向および第２の方向に動かすように、ナットはモータに結合されている。プリロードアセンブリはまた、モータパックに連結されたアームおよびアームに旋回可能に取り付けられたプリロード解放レバーを含む。プリロード解放レバーはナットに結合可能であり且つナットから結合解除可能である。プリロード解放レバーがナットに結合されている場合、ナットの動きはアームに伝達される。プリロードアセンブリはまた、プリロード解放レバーに結合された緊急器具解放ボタンを含む。

さらに別の態様では、コンピュータ支援手術システムは、手術器具マニピュレータアセンブリ、挿入アセンブリ、およびコントローラを含む。手術器具マニピュレータアセンブリは、ハウジング、モータパック、およびプリロードアセンブリを含む。モータパックはハウジング内に移動可能に取り付けられている。挿入アセンブリは、手術器具マニピュレータアセンブリを動かすために手術器具マニピュレータアセンブリに結合されている。コントローラは、手術器具マニピュレータアセンブリ、挿入アセンブリ、およびプリロードアセンブリに結合されている。コントローラは、プリロードアセンブリに対する挿入アセンブリの位置とは無関係に且つ挿入アセンブリが動いているか静止しているかとは無関係に、モータパックのハウジングに対するモータパックの位置を変えるようにプリロードアセンブリに指令するように構成される。

別の方法は、指令を直接プリロードアセンブリに発するコントローラが手術器具マニピュレータアセンブリのモータパックへのプリロード力を制御するステップを含む。

さらに別の方法は、手術器具マニピュレータアセンブリがホーム位置のような停止位置に留まる間に、コントローラが、手術器具マニピュレータアセンブリのハウジングに対して手術器具マニピュレータアセンブリのモータパックをプリロード無し位置から低プリロード位置に動かすステップを含む。この方法は、コントローラが、手術器具マニピュレータが取り付けられている挿入アセンブリの制御とは無関係に、手術器具マニピュレータアセンブリのハウジングに対して手術器具マニピュレータアセンブリのモータパックを、高プリロード位置から低プリロード位置へ動かすステップをさらに含む。

従来技術の遠隔操作低侵襲手術システムの図である。 従来技術の手術装置アセンブリの図である。 自動プリロード係合／係合解除、ならびに緊急器具解放ボタンおよびクラッチボタンのみを含むプリロードアセンブリを備えた器具マニピュレータアセンブリを含む遠隔操作システムの図である。 全てのアセンブリがホーム位置にある、図２の手術装置アセンブリの構成のより詳細な図である。 アセンブリのいくつかが伸長位置にある、図２の手術装置アセンブリの構成のより詳細な図である。 器具マニピュレータアセンブリへの滅菌アダプタアセンブリおよび器具の取り付け、プリロード機構の動作、器具取り外しロックアウト、滅菌アダプタ取り外しロックアウト、自動プリロード解放、および自動プリロードリセットを示すブロック図である。 器具マニピュレータアセンブリへの滅菌アダプタアセンブリおよび器具の取り付け、プリロード機構の動作、器具取り外しロックアウト、滅菌アダプタ取り外しロックアウト、自動プリロード解放、および自動プリロードリセットを示すブロック図である。 器具マニピュレータアセンブリへの滅菌アダプタアセンブリおよび器具の取り付け、プリロード機構の動作、器具取り外しロックアウト、滅菌アダプタ取り外しロックアウト、自動プリロード解放、および自動プリロードリセットを示すブロック図である。 器具マニピュレータアセンブリへの滅菌アダプタアセンブリおよび器具の取り付け、プリロード機構の動作、器具取り外しロックアウト、滅菌アダプタ取り外しロックアウト、自動プリロード解放、および自動プリロードリセットを示すブロック図である。 器具マニピュレータアセンブリへの滅菌アダプタアセンブリおよび器具の取り付け、プリロード機構の動作、器具取り外しロックアウト、滅菌アダプタ取り外しロックアウト、自動プリロード解放、および自動プリロードリセットを示すブロック図である。 器具マニピュレータアセンブリへの滅菌アダプタアセンブリおよび器具の取り付け、プリロード機構の動作、器具取り外しロックアウト、滅菌アダプタ取り外しロックアウト、自動プリロード解放、および自動プリロードリセットを示すブロック図である。 器具マニピュレータアセンブリへの滅菌アダプタアセンブリおよび器具の取り付け、プリロード機構の動作、器具取り外しロックアウト、滅菌アダプタ取り外しロックアウト、自動プリロード解放、および自動プリロードリセットを示すブロック図である。 滅菌手術ドレープを示す。 ドレーピングの構成における図２Ａの患者側支持システムの図。 患者側支持システムのリンク上のドレープ位置合わせおよび取り付けレセプタクルを示す。 患者側支持システムのリンク上のドレープ位置合わせおよび取り付けレセプタクルを示す。 患者側支持システムのリンクの一端のプラットホームに取り付けるための位置に移動されている手術ドレープ装着パッケージを示す。 図７Ａのプラットホーム上に取り付けられた手術ドレープ装着パッケージを示す。 器具マニピュレータアセンブリの状態図である。 挿入アセンブリに固定された図２の器具マニピュレータアセンブリを示しており、挿入アセンブリは、挿入軸ベースアセンブリに取り付けられている。 機械的ロックアウトを含む滅菌アダプタアセンブリの図である。 機械的ロックアウトを含む滅菌アダプタアセンブリの図である。 機械的ロックアウトを含む滅菌アダプタアセンブリの図である。 機械的ロックアウトを含む滅菌アダプタアセンブリの図である。 機械的ロックアウトを含む滅菌アダプタアセンブリの図である。 図９Ｂ乃至９Ｆの滅菌アダプタアセンブリの他の器具マニピュレータアセンブリへの装着を示す。 図９Ｂ乃至９Ｆの滅菌アダプタアセンブリの他の器具マニピュレータアセンブリへの装着を示す。 滅菌アダプタアセンブリおよび器具マニピュレータアセンブリの特徴を示す部分切欠図である。 図２の器具のうちの１つの一例のより詳細な図である。 図２の器具のうちの１つの一例のより詳細な図である。 滅菌アダプタアセンブリに器具を取り付ける際の段階を示す。 滅菌アダプタアセンブリに器具を取り付ける際の段階を示す。 滅菌アダプタアセンブリに器具を取り付ける際の段階を示す。 滅菌アダプタアセンブリのロックアウト機構を作動させるように図９Ｂ乃至９Ｆの滅菌アダプタアセンブリに取り付けられた図１１Ａおよび１１Ｂの手術器具の図である。 従来技術の挿入アセンブリのより詳細な図である。 プリロードアセンブリをより詳細に示す。 プリロードアセンブリをより詳細に示す。 図１７Ａおよび１７Ｂのプリロードアセンブリのトーションスプリングの側面図である。 コントローラによるプリロードの自動係合を示す。 コントローラによるプリロードの自動係合を示す。 コントローラによるプリロードの自動係合を示す。 コントローラによるプリロードの自動係合を示す。 コントローラによるプリロードの自動係合を示す。 コントローラによるプリロードの自動係合解除を示す。 コントローラによるプリロードの自動係合解除を示す。 コントローラによるプリロードの自動係合解除を示す。 コントローラによって直接制御されるプリロードアセンブリを有する器具マニピュレータアセンブリの異なるプリロード状態を示す。 コントローラによって直接制御されるプリロードアセンブリを有する器具マニピュレータアセンブリの異なるプリロード状態を示す。 コントローラによって直接制御されるプリロードアセンブリを有する器具マニピュレータアセンブリの異なるプリロード状態を示す。 コントローラによって直接制御される異なる機械的器具取り外しロックアウト状態を有する機械的器具取り外しロックアウトアセンブリを示す。 コントローラによって直接制御される異なる機械的器具取り外しロックアウト状態を有する機械的器具取り外しロックアウトアセンブリを示す。 図２０Ａ乃至２０Ｃのプリロードアセンブリの一態様をより詳細に示す。 図２０Ａ乃至２０Ｃのプリロードアセンブリの一態様をより詳細に示す。 図２０Ａ乃至２０Ｃのプリロードアセンブリの一態様をより詳細に示す。

図面において、１桁の図面番号に関して、要素の参照番号の最初の数字は、その要素が最初に現れる図面である。２桁の図面番号に関して、要素の参照番号の最初の２桁は、その要素が最初に現れる図面である。

一態様では、システム２００と呼ばれることもあるコンピュータ支援遠隔操作システム２００（図２）、例えば、低侵襲コンピュータ支援遠隔操作システムは、アーム２２０を有する患者側支持システム２１０を含む。アーム２２０の端部にはエントリガイドマニピュレータアセンブリ２３０（エントリガイドマニピュレータ２３０とも呼ばれる）がある。エントリガイドマニピュレータ２３０に取り付けられているのは、複数の手術装置アセンブリを支持するマスター器具マニピュレータ２８０である。一態様では、手術装置アセンブリは、器具マニピュレータアセンブリ２４０、器具滅菌アダプタアセンブリ２５０、および器具２６０を含む。一態様では、器具滅菌アダプタアセンブリ２５０は、ドレープエントリガイドマニピュレータ２３０および各器具マニピュレータアセンブリ２４０に使用される滅菌ドレープに取り付けられる。

器具マニピュレータアセンブリ２４０は、器具マニピュレータアセンブリ２４０と呼ばれることがある。器具滅菌アダプタアセンブリ２５０は、滅菌アダプタアセンブリ２５０と呼ばれることがある。

エントリガイドマニピュレータ２３０は、グループとして手術装置アセンブリのピッチおよびヨーを変更する。各器具２６０のメインチューブは、単一ポートエントリガイド２７０内の異なるチャネルを通って延びる。この態様では、単一ポートエントリガイド２７０はカニューレ内に取り付けられている。単一ポートは、患者内部の手術部位への単一のアクセス位置（例えば、単一の切開部、単一の自然開口部など）を指す。

本明細書で使用されるとき、カニューレは、患者の体壁を貫通し、患者と直接接触するチューブである。カニューレは一般に患者に対して内外にスライドしないが、カニューレは動作の遠隔中心（remote center of motion）と呼ばれるその軸上のあるポイントを中心にピッチ運動およびヨー運動をすることができる。

本明細書で使用されるとき、単一ポートエントリガイド２７０は、全ての手術器具およびカメラ器具が患者内部の位置に達するために通過しなければならないチューブである。エントリガイド２７０は各器具のための別々の管腔を有する。エントリガイド２７０は、カニューレを通過し、カニューレに対してねじれ得る。

コントローラ２９０が、外科医の制御コンソール（図示せず）および患者側支持システム２１０に結合されている。コントローラ２９０は、システム２００の様々なコントローラを表す。コントローラ２９０は、第１の制御指令に応答して器具２６０に第２の制御指令を送る。第１の制御指令は、外科医による外科医の制御コンソールのマスターの動きに基づいている。システムコントローラ２９０の表示制御モジュールはまた、スレーブ器具２６０が第２の制御指令に応答して動くときに外科医の制御コンソールの表示装置によって生成された手術部位の立体映像を更新する。

コントローラ２９０として説明されているが、コントローラ２９０は、実際には、ハードウェア、プロセッサ上で実行されるソフトウェア、およびファームウェアの任意の組み合わせによって実装され得ることを理解されたい。また、本明細書で説明されるその機能は、１つのユニットによって実行されてもよく、またはハードウェア、プロセッサ上で実行されるソフトウェア、およびファームウェアの任意の組合せによってそれぞれが実装され得る異なる構成要素に分割されてもよい。異なる構成要素間で分割されるとき、構成要素は、分散処理目的のために１つの場所に集中されるかまたはシステム２００にわたって分散され得る。プロセッサは、少なくとも論理ユニットと論理ユニットに関連するメモリとを含むと理解されるべきである。

以下でより完全に説明されるように、一態様では、コントローラ２９０は、器具マニピュレータアセンブリ２４０をホーム位置に最も近い完全に引き込まれた位置に移動させることによって、器具マニピュレータアセンブリ２４０のモータパックに対するプリロード力を解放する。

プリロードをかけるために、コントローラ２９０は器具マニピュレータアセンブリ２４０を完全に引き込まれた位置に動かし、次いでコントローラ２９０は、プリロードをかけるように器具マニピュレータアセンブリ２４０のプリロードアセンブリに命令を出す。プリロードがかけられた後、コントローラ２９０は器具マニピュレータアセンブリ２４０をホーム位置に動かす。ここで、コントローラ２９０が動作を実行すると述べられている場合、それは、コントローラが動作を実行する構成要素に指令または信号を出すことを意味する。

別の態様では、コントローラ２９０は、器具マニピュレータアセンブリ２４０の位置とは無関係に、かつ器具マニピュレータアセンブリ２４０が動いているか静止しているかに無関係に、プリロードを変更することができる。コントローラ２９０は、プリロードアセンブリ内のモータを制御し、それは次にプリロードアセンブリによって加えられるプリロードを決定する。器具マニピュレータアセンブリ２４０を動かすためのコントローラ２９０から挿入アセンブリへの指令は、この態様におけるプリロードに影響を及ぼさない。プリロードはコントローラ２９０の直接制御下にあり、必要に応じてコントローラ２９０によって変更されることができる。

以下により完全に説明されるように、コンピュータ支援遠隔操作システム２００は、従来のシステムのいくつかの特徴を含み、従来のシステムは：
米国特許出願公開第２０１６／０１８４０３７号（“PRELOADED
SURGICAL INTSTRUMENT INTERFACE”を開示）；
米国特許出願公開第２０１６／０１８４０３６号（“VARIABLE
INSTRUMENT PRELOAD MECHANISM CONTROLLER”を開示）；
米国特許出願公開第２０１６／０１８４０３５号（“ACTUATOR
INTERFACE TO INSTRUMENT STERILE ADAPTER”を開示）；
国際公開第２０１５／０２３８３４号（“INSTRUMENT
STERILE ADAPTER DRIVE FEATURES”を開示）；
国際公開第２０１５／０２３８４０号（“INSTRUMENT
STERILE ADAPTER DRIVE INTERFACE”を開示）；および
国際公開第２０１５／０２３８５３号（“ROBOTIC
INSTRUMENT DRIVEN ELEMENT”を開示）；
に提示されており、これらのそれぞれは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
従来のシステムおよびシステム２００の両方に共通の特徴は、本明細書に記載された本発明の態様を損なうことを避けるために本明細書に詳細には記載されていない。

上記に引用した刊行物に記載されているシステムの一態様では、各器具マニピュレータアセンブリは、滅菌アダプタ解放ラッチ、クラッチボタン、およびプリロード解放ボタンを含んでいた。より完全に説明されるように、システム２００内の器具マニピュレータアセンブリは、滅菌アダプタ解放ラッチまたはプリロードベースの滅菌アダプタ解放ロックアウトを含まない。

器具マニピュレータアセンブリ２４０は、器具マニピュレータアセンブリ２４０のハウジング内に取り付けられたクラッチボタンおよび緊急器具解放ボタンを含む。クラッチボタンおよび緊急解放ボタンは、器具マニピュレータアセンブリ２４０の唯一のユーザ操作ボタンである。したがって、クラッチボタンおよび緊急解放ボタンは、器具マニピュレータアセンブリ２４０の唯一のユーザ操作インタフェースである。器具マニピュレータアセンブリ２４０上のボタンの数の減少は、器具マニピュレータアセンブリ２４０上の様々なボタンの機能についての混乱のために、ユーザが誤って間違ったボタンを押すまたは危機的な時間において手間取る可能性を最小限に抑えることによって、ユーザエクスペリエンスを向上させる。

上記の引用された刊行物に記載されたシステムの一態様では、プリロード解放ボタンは二重の機能を有していた。プリロード解放ボタンは、滅菌アダプタを取り外すことができるように、滅菌アダプタ取り外しロックアウト機能を無効にするために押された。プリロード解放ボタンはまた、緊急時にプリロードを解放するためにも使用された。対照的に、以下でより完全に説明されるように、システム２００の複数の器具マニピュレータのそれぞれの上の緊急器具解放ボタンは、ディスクスタックへのプリロード力を解放するためにのみ使用される。加えて、システム２００のドレーピングを容易にするために、プリロードの解放およびプリロードの作動は、プリロードが解放されてドレーピングプロセスを容易にすることができ、ドレーピングが完了した後にプリロードが作動されることができるように、コントローラ２９０の制御下にある。

図３Ａ及び３Ｂは、エントリガイドマニピュレータ２３０に取り付けられた４つの手術装置アセンブリ３００の図である。図３Ａにおいて、手術装置アセンブリ３００は、「ホーム位置」とも呼ばれる、初期位置、例えば第１の位置に配置される。機械的インタフェースは、器具マニピュレータアセンブリ２４０内のモータと器具２６０の伝動ユニット内のシャフトとの間のディスクスタックを含む。図３Ａの構成では、ドレーピングに続いて、第１のプリロード力がディスクスタックに加えられる、例えば、第１の所定の力がディスクスタックに加えられる。

この第１のプリロード力では、第１のプリロード力がディスクスタック内のディスクを互いに緊密に締め付けて機械的インタフェース内のディスク間の相対運動を防止するのに十分ではないため、機械的インタフェースは多少のバックラッシュを有する可能性がある。しかし、第１のプリロード力と組み合わせた機械的インタフェース内のディスクスタック内のディスクの設計は、バックラッシュが最小化されるまで、ディスクスタック内のディスクが係合したままであること、例えば部分的に結合されたままであることを確実にする。

低いプリロード力である第１のプリロード力では、機械的インタフェース内のディスクは、第１のトルクレベル、例えば、０．１の摩擦係数を仮定して１．１７ｉｎ－ｌｂ（０．１３２ＮＭ）までゼロバックラッシュを有する。第１のトルクレベルより上では、既知の小さなバックラッシュ、例えば１．１３度があり得る。以下でより完全に説明されるように、摩擦を克服し、ディスクを素早く動的にかみ合わせるためにディスクを回転させるのに十分な力が使用されるので、この力は典型的には第１のトルクレベルよりも大きいものを提供する。この場合、機械的インタフェース内のディスクは非ゼロバックラッシュを有する。したがって、機械的インタフェースはこの場合、非ゼロバックラッシュを有すると言われる。

図３Ｂでは、４つの手術装置アセンブリのうち３つが遠位方向に動かされている。矢印３９０は遠位方向および近位方向を定める。ここで、遠位方向は、患者２０１に向かい且つマスター器具マニピュレータ２８０から離れる方向である。近位方向は、患者２０１から離れ且つマスター器具マニピュレータ２８０に向かう方向である。遠位方向は、第１の方向の一例であり、近位方向は、第１の方向と反対である第２の方向の一例である。

手術装置アセンブリ３００が挿入アセンブリ３３１上を遠位方向に移動すると、ディスクスタックへのプリロード力は、第１のプリロード力から第２のプリロード力へと自動的に増大する。第２プリロード力は、第２の所定の力の一例である。第２のプリロード力は、手術処置で使用されるトルクレベルに対して、機械的インタフェースのバックラッシュ、すなわちディスクスタック内のディスク間のバックラッシュをゼロに減らす。

一態様では、第２のプリロード力は高いプリロード力、例えば２．３ポンド（１．０ｋｇ）である。ちょうど述べたように、機械的インタフェース内のディスク、したがって機械的インタフェースは、手術処置で使用されるトルクレベルでゼロバックラッシュを有する。一例では、摩擦係数が０．１であると仮定される場合、機械的インタフェースは４．９ｉｎ－ｌｂ（０．５５ＮＭ）までのトルクレベルに対してゼロバックラッシュを有する。器具２６０がエンドエフェクタにおいて手術で有用な力を加えるためには、機械的インタフェースにおいてあるトルクがディスクに加えられなければならない。これは手術で有用なトルクと見なされる。一例では、手術で有用なトルクは４．４２５ｉｎ－ｌｂ（０．５００ＮＭ）であり得るので、この局面において手術処置において使用されるトルクレベルに対して機械的インタフェースはゼロバックラッシュを有する。

図４Ａ乃至４Ｇは、器具マニピュレータアセンブリへの滅菌アダプタアセンブリおよび器具の取り付けを示すブロック図である。図４Ａ乃至４Ｇに示す他の態様は、バックラッシュを減少させるためのプリロード係合／係合解除機構、器具取り外しロックアウト、滅菌アダプタアセンブリ取り外しロックアウト、プリロード解放、および自動プリロードリセットの動作を含む。これらの機械的ロックアウト機構は、システム２００がシステム２００の異なる状態間で禁じられている遷移を起こすことがないことを確実にするために使用される。

図４Ａ乃至４Ｇは一定の縮尺ではない。図４Ａ乃至４Ｇの矢印３９０は、図４Ａ乃至４Ｇのそれぞれにおける近位方向および遠位方向を示す。

図４Ａは、挿入アセンブリ４３１に付けられた器具マニピュレータアセンブリ４４０を示す。器具マニピュレータアセンブリ４４０は、器具マニピュレータアセンブリ２４０の一例である。挿入アセンブリ４３１は、挿入アセンブリ３３１の一例である。

ハウジング４４８とも呼ばれる器具マニピュレータアセンブリハウジング４４８は、挿入アセンブリ４３１の遠位端部に固定して取り付けられているので、器具マニピュレータアセンブリハウジング４４８は、挿入アセンブリ４３１の動きと共に動く。しかし、器具マニピュレータアセンブリハウジング４４８内のモータパック４４６はレール４３９上を動き得る。モータパック４４６は器具マニピュレータアセンブリハウジング４４８に対して遠位方向および近位方向に動くことができる。モータパック４４６は、リターンスプリング４４７とも呼ばれるモータパックリターンスプリング４４７によって器具マニピュレータアセンブリハウジング４４８に結合される。

モータパック４４６は、プリロードアセンブリ４８０によって挿入アセンブリ４３１に移動可能に連結されている。一態様では、プリロードアセンブリ４８０は、挿入アセンブリ４３１内のプリロードトラック上に乗っている。以下により完全に説明されるように、プリロードアセンブリ４８０が遠位方向に動くとき、プリロードアセンブリ４８０はモータパック４４６に遠位方向の長手方向力を与える。プリロードアセンブリ４８０は緊急器具解放ボタン４８２を含む。

モータパック４４６は、複数の駆動ユニット４４１を含む。複数の駆動ユニット４４１は、複数の駆動モータおよび複数の駆動出力アセンブリを含む。複数の駆動モータの各駆動モータは、複数の駆動出力アセンブリの対応する駆動出力アセンブリ４４３に結合される。

駆動出力アセンブリ４４３は、プリロードスプリングアセンブリおよび駆動出力ディスク４４５を含む。駆動出力アセンブリ４４３はまた、プリロードスプリングアセンブリと駆動出力ディスク４４５との間に位置する低バックラッシュカプラを含む。駆動出力ディスク４４５は、入力ピンのセットによって低バックラッシュカプラに結合される。

駆動出力ディスク４４５は、遠位端面を含む円柱ディスクである。各駆動出力ディスク４４５の遠位端部は駆動インタフェースを有する。駆動インタフェースは、駆動ドグ及びアライメント要素を含む。動ドグは、遠位端面から遠位方向に延びる。複数の駆動ユニット４４１を含むモータパック４４６として使用するのに適したモータパックおよび複数の駆動ユニットの例は、米国特許出願公開第２０１６／０１８４０３７号に開示され（“PRELOADED
SURGICAL INTSTRUMENT INTERFACE”を開示）、これは、以前に参照により組み込まれた。

モータパック４４６は、複数のハードストップ４３７を含む。複数のハードストップ４３７の各々は、モータパック４４６に高いプリロードがあるとき、モータパック４４６の遠位面から延びるように構成される。

図４Ａは、プリロード無し位置、すなわちプリロード機構が解放された状態におけるモータパック４４６を伴う器具マニピュレータアセンブリ４４０を示す。この構成では、プリロード機構が係合していない場合、例えばプリロードがかけられていない場合、モータパック４４６にプリロードがないため、駆動出力ディスク４４５を含む複数の駆動出力ディスクは、ホーム位置に対する器具マニピュレータアセンブリ４４０の位置とは無関係に、器具マニピュレータアセンブリハウジング４４８の遠位面から延びない。モータパック４４６の遠位面はプリロード無し位置４３２にある。逆に、プリロード機構が係合していて器具マニピュレータアセンブリ４４０がホーム位置にある場合、モータパック４４６に第１のプリロード力がかかるので、駆動出力ディスク４４５を含む複数の駆動出力ディスクは、器具マニピュレータアセンブリハウジング４４８の遠位面から延びる。これは、モータパックが器具マニピュレータアセンブリハウジング４４８に対して低いプリロード位置４３３にあるときに生じる。

典型的には、使用前に、患者側支持システム２１０の少なくとも一部が、システム２００を使用する前に、滅菌手術ドレープでドレープされる。器具マニピュレータアセンブリ４４０の制御状態のいくつかはドレーピングプロセス中に提供される信号に依存するので、図４Ｂ乃至４Ｇに提示されるように、システム２００の機械的ロックアウト安全機構を検討する前に、患者側支持システム２１０および滅菌手術ドレープの態様を考慮することは有用である。

一態様では、手術ドレープ５６０とも呼ばれる滅菌手術ドレープ５６０（図５）が、患者側支持システム２１０の一部をドレープするために使用される。一態様では、滅菌手術ドレープ５６０は、第１の部分５６１および第２の部分５６２を含む。

滅菌手術ドレープ５６０の第１の部分５６１は回転可能シール５６５の静止部分に接続され、第２の部分５６２は回転可能シール５６５の可動部分に接続される。一態様では、回転可能シール５６５はラビリンスシールであり、静止部分はラビリンスシールのロールカバー部分であり、可動部分はラビリンスシールのベースコーム部分である。

滅菌手術ドレープ５６０の第２の部分５６２は、一態様では、複数のドレープスリーブ５６２－１、５６２－２、複数のブーツ５６３－１、５６３－２、および複数の機械的インタフェース要素５６４－１、５６４－２を含む。典型的には、滅菌手術ドレープ５６０は、システム２００の各器具マニピュレータアセンブリ２４０に対して１つのドレープスリーブ、１つのブーツ、および１つの機械的インタフェース要素を含む。

複数の機械的インタフェース要素５６４－１、５６４－２のそれぞれは、複数のブーツ５６３－１、５６３－２の対応するブーツに結合されている。複数のブーツ５６３－１、５６３－２のそれぞれは、複数のドレープスリーブ５６２－１、５６２－２の対応するドレープスリーブに結合されている。複数のドレープスリーブ５６２－１、５６２－２の各ドレープスリーブの開口部は、回転可能シール５６５の可動部分に接続され、この回転可能シールは、一態様では、開口部を有する複数の楔形の「フレーム」を形成するリブを有するディスクであり、各フレームは、器具マニピュレータアセンブリを囲む大きさである。複数のドレープスリーブ５６２－１、５６２－２のそれぞれの開放端部は、複数の楔形フレームのうちの異なる１つに結合されている。複数のブーツ５６３－１、５６３－２のそれぞれは、挿入アセンブリによってエントリガイドマニピュレータアセンブリに結合されている器具マニピュレータアセンブリの周りに嵌合する。

図６Ａは、ドレーピングを開始するための構成にある患者側支持システム２１０の一態様の図である。図２および６Ａに示すように、エントリガイドマニピュレータ２３０とも呼ばれるエントリガイドマニピュレータアセンブリ２３０は、ジョイントによって結合された４つのリンク６１３、６１５、６１７、および６１９を含む。図６Ａに示すように、マニピュレータアセンブリヨージョイント６１１がセットアップリンク６０６の端部と第１のマニピュレータリンク６１３の第２の端部、例えば近位端部との間に結合されている。ヨージョイント６１１は、第１のマニピュレータリンク６１３がリンク６０６に対してマニピュレータアセンブリヨー軸の周りを「ヨー」として任意に定義され得る動きで動くことを可能にする。

一実施形態では、セットアップリンク６０６は、水平面またはｘ、ｙ平面内で回転可能であり、ヨージョイント６１１は、エントリガイドマニピュレータ２３０の第１のマニピュレータリンク６１３がヨー軸の周りに回転することを可能にするように構成される。セットアップリンク６０６、ヨージョイント６１１、および第１のマニピュレータリンク６１３は、エントリガイドマニピュレータ２３０に対して常に垂直なヨー軸を提供する。

第１のマニピュレータリンク６１３の第１の端部は、第１の能動制御回転ジョイント６１４によって第２のマニピュレータリンク６１５の第２の端部に結合される。第２のマニピュレータリンク６１５の第１の端部は、第２の能動制御回転ジョイント６１６によって第３のマニピュレータリンクの第２の端部に結合される。第３のマニピュレータリンク６１７の第１の端部は、第３の能動的制御回転ジョイントによって第４のマニピュレータリンク６１９の遠位部分に結合される。

一実施形態では、リンク６１５、６１７、および６１９は、結合運動機構として作用するように互いに結合されている。結合運動機構はよく知られている（例えば、そのような機構は、入力および出力リンク運動が互いに平行に保たれるときの平行運動リンケージとして知られている）。例えば、回転ジョイント６１４が能動的に回転する場合、ジョイント６１６および６１８も、リンク６１９がリンク６１５に対して一定の関係で動くように、能動的に回転する。したがって、ジョイント６１４、６１６、および６１８の回転軸は平行であることがわかる。これらの軸がジョイント６１１の回転軸に対して垂直であるとき、リンク６１５、６１７、および６１９は、マニピュレータアセンブリピッチ軸の周りの「ピッチ」として任意に定義され得る動きでリンク６１３に対して動く。リンク６１５、６１７、および６１９は単一のアセンブリとして動くので、第１のマニピュレータリンク６１３は能動近位マニピュレータリンクと見なすことができ、第２から第４のマニピュレータリンク６１５、６１７、および６１９はまとめて能動遠位マニピュレータリンクと見なすことができる。

一態様では、第１のマニピュレータリンク６１３は、位置合わせレセプタクル６１３Ｃを含む第１の端部６１３－１（図６Ｂ）と、２つの位置合わせレセプタクル６１３Ａ、６１３Ｂを含む第２の端部６１３－２（図６Ｃ）とを含む。一態様では、位置合わせレセプタクル６１３Ａ、６１３Ｂ、６１３Ｃの各々は磁石を含み、手術ドレープ５６０に固定された取り付け装置は位置合わせレセプタクル６１３Ａ、６１３Ｂ、６１３Ｃに合うように形作られ、磁石に引き付けられて磁石と結合する金属でできている。

一態様では、位置合わせレセプタクル６１３Ａ、６１３Ｂ、６１３Ｃのそれぞれは、取り付けセンサを含むまたは位置合わせレセプタクルに関連付けられた取り付けセンサを有する。手術ドレープ５６０が患者側支持システム２１０に取り付けられたことを取り付けセンサが検出すると、手術ドレープ５６０の取り付けを示すドレープ取り付け信号がコントローラ２９０に送られる。具体的には、手術ドレープ５６０に取り付けられた取り付け装置は、手術ドレープ５６０を患者側支持システム２１０の一部に取り付けるために対応する位置合わせレセプタクルと係合され、取り付けセンサは取り付け装置の存在を検出する。

ドレープ取り付け装置の存在を検出するように構成されたセンサは、例えば、誘導センサであり得る。誘導センサは、例えば誘導ループを介して、センサによって感知される磁界を放出する。金属部材、すなわち取り付け装置がセンサに近接しているとき、金属部材はインダクタンスを変化させ、これは取り付け装置の存在を示すためにセンサによって検出される。誘導センサの使用は例示的なものにすぎず、限定することを意図するものではない。

手術ドレープ５６０の取り付けを検出するためのセンサは、例えば光学センサであり得る。光学センサは、手術ドレープ５６０がいつ取り付けられたかを検出するために、例えば、ドレープ取り付け装置から反射された光またはドレープ５６０自体から反射された光を使用し得る。別の例では、光学センサは、光線を発して光線を受けるが、手術ドレープ５６０または取り付け装置がビームを遮断するときに手術ドレープ５６０の存在を感知するセンサであり得る。センサはまた、手術ドレープ５６０が取り付けられたときに生じる静電容量の変化を感知する容量性センサであり得る。別の例では、センサは、手術ドレープ５６０が患者側支持システム２１０のリンク６１３に取り付けられたときに、ドレープ取り付け装置または手術ドレープ５６０によって機械的に押し下げられるか、そうでなければ切り替えられるスイッチであり得る。

図７Ａは、リンク６１９の一端のプラットホーム６３２に取り付けるためにホーム位置に動かされている手術ドレープ装着パッケージ７７０を示す。手術ドレープ装着パッケージ７７０は、滅菌手術ドレープ５６０が取り付けられる手術ドレープ装着補助具を含む。

図７Ｂは、プラットホーム６３２に取り付けられた手術ドレープ装着パッケージ７７０を示す。特に、回転可能シール５６５の複数のラッチのそれぞれは、プラットホーム６３２の対応するラッチレセプタクルに係合している。手術ドレープ装着パッケージの一例は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている、同一出願人による共通出願の米国特許出願第６２／３６２，１９０号（２０１６年７月１４日出願の“Surgical
Drape Installation Aid”を開示）に提示されている。

手術ドレープ装着パッケージ７７０がプラットホーム６３２に取り付けられるとき、ドレープ取り付けセンサは、手術ドレープ装着パッケージ７７０の取り付けを示すドレープ取り付け信号をコントローラ２９０に送信する。一態様では、ドレープ取り付けセンサは、回転可能シール５６５の静止部分の取り付けによって作動する機械的スイッチ、例えばプランジャを含む。代替として、機械式センサの代わりに、ドレープ取り付けセンサは、上述したものと同様の誘導センサ、静電容量センサ、または光学センサであることができる。

図４Ｂ乃至４Ｇの考察に戻ると、これらの図は、器具マニピュレータアセンブリ２４０および器具マニピュレータアセンブリ４４０の状態ワークフロー図８００（図８）と組み合わせて説明されている。図８では、ワークフロー図８００の異なる状態は、通常モード８９１およびイリーガル（ILLEGAL）状態モード８９２に分割される。状態間の通常の経路は、図８において太い実線で示されている。

コンピュータ支援遠隔操作システム２００の器具マニピュレータアセンブリ４４０のスタート状態８０１では、プリロードアセンブリ４８０のプリロード係合／係合解除機構は係合解除されている。したがって、モータパック４４６の駆動ディスクにはプリロード力がない、例えば、モータパック４４６は器具マニピュレータハウジング４４８に対してプリロード無し位置４３２にある。また、スタート状態８０１において、器具マニピュレータアセンブリ４４０（図４Ａ）は、器具マニピュレータアセンブリ４４０がまだホーム位置にない場合、器具マニピュレータアセンブリ４４０がホーム位置にあるように、動かされる。したがって、スタート状態８０１では、プリロード係合／係合解除解放機構は作動されず、したがって器具マニピュレータアセンブリ４４０が挿入アセンブリ４３１によって動かされるとき、プリロード力は生成されない。

ドレーピングのために展開するためのユーザインタフェースからの指令に応答して、ドレープ装着動作８１５が開始される。ドレープ装着動作８１５において、エントリガイドマニピュレータ２３０がコントローラ２９０によって図６Ａに示される位置に移動され、マスター器具マニピュレータ２８０がドレーピングを容易にするために複数の器具マニピュレータアセンブリを可能な限り遠くに動かす。次に、手術ドレープ装着パッケージ７７０がエントリガイドマニピュレータアセンブリプラットフォーム６３２に取り付けられ、パッケージ７７０の取り付けに応答して、ドレープマウント信号がコントローラ２９０に送信される。

滅菌手術ドレープ５６０の第１の部分５６１は、エントリガイドマニピュレータ２３０のリンク６１９、６１７、および６１５の上に延びる。最後に、第１の部分５６１は、リンク６１３の位置合わせレセプタクル６１３Ａ、６１３Ｂ、および６１３Ｃに取り付けられる。上で説明したように、リンク６１３への滅菌ドレープ５６０の取り付けは、ドレープアタッチ信号をコントローラ２９０に送信させる。エントリガイドマニピュレータ２３０のリンクのドレーピングが完了すると、ユーザは、典型的には、エントリガイドマニピュレータ２３０を動かして図７Ａおよび７Ｂに示す傾斜位置から垂直位置に戻す。

ドレープマウント信号を受信した後にコントローラ２９０がドレープアタッチ信号を受信すると、器具マニピュレータアセンブリ４４０の状態は、スタート状態８０１から、ドレーピングプロセス８１０の状態８１１とも呼ばれるドレープがマウントされた状態８１１に遷移する（状態８１１）。状態８１１に入ると、器具マニピュレータアセンブリ４４０は、ユーザが器具マニピュレータアセンブリ４４０を押す場合に、器具マニピュレータアセンブリ４４０がユーザによって加えられた力の方向に自動的に動くように構成される。これは、ユーザが滅菌ドレープ５６０のスリーブを挿入アセンブリ４３１および器具マニピュレータアセンブリ４４０の周りに位置決めするのを助ける。

したがって、挿入拡張動作８１６において、ユーザは器具マニピュレータアセンブリ４４０を遠位方向に押す。ユーザによって供給された力に応答して、コントローラ２９０は、挿入アセンブリ４３０に器具マニピュレータアセンブリ４４０を遠位方向に移動させる。ユーザタップ（user
tap）に応答して器具マニピュレータを動かすコントローラの一例は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、同一出願人による共通出願の米国特許出願第６２／３６２，１９２号（２０１６年７月１４日に出願され“Automatic
Manipulator Assembly Deployment for Draping”を開示）に記載されている。挿入アセンブリ４３１が伸長された後、ドレープがマウントされた状態８１１は挿入拡張状態８１２に移行する。挿入アセンブリ４３１が伸長されても、プリロードアセンブリ４８０のプリロード係合／係合解除機構は係合解除されているので、プリロード動作はない。

器具拡張マニピュレータ４４０が挿入拡張状態８１２の状態で、滅菌アダプタ装着動作８１７において、手術装置インタフェース要素４５０、例えば、滅菌アダプタアセンブリが、図４Ｂに示される構成を得るように、器具マニピュレータアセンブリ４４０に取り付けられる。手術装置インタフェース要素４５０は、滅菌アダプタアセンブリ２５０の一例である。プリロード係合／係合解除機構は係合していないので、モータパック４４６はハウジング４４８に対して遠位方向に変位せず、したがってこの構成で手術装置インタフェース要素４５０を取り付けることは、手術装置インタフェース要素４５０の取り付け中に、駆動出力アセンブリ４４３内のプリロードスプリングアセンブリを含む複数のプリロードスプリングアセンブリを圧縮することを必要としない。

モータパック４４６にプリロード力がない状態では、手術装置インタフェース要素４５０上のフックが器具マニピュレータアセンブリ４４０のフック受け部に係合するまで、手術装置インタフェース要素４５０を近位方向に移動させることによって手術装置インタフェース要素４５０は取り付けられている。手術器具インタフェース要素の一端を器具マニピュレータアセンブリ内に配置し、手術器具インタフェース要素の反対側の端部をラッチされるまで旋回する必要がある従来技術の手術装置インタフェース要素と異なり、手術装置インタフェース要素４５０は、器具マニピュレータアセンブリ４４０の遠位面に対して垂直な方向に動かされる。手術装置インタフェース要素４５０の取り付けは、センサに滅菌アダプタ取り付け信号をコントローラ２９０に送信させ、その結果、滅菌アダプタ装着状態８１３への移行をもたらす。一態様では、センサは、手術装置インタフェース要素４５０が取り付けられると、状態を変化させる機械的スイッチである。代替的には、センサは、上記のように、光学センサ、誘導センサ、または容量センサであり得る。

したがって、ユーザが滅菌アダプタ装着動作８１７を実行すると、器具マニピュレータアセンブリ４４０の状態は、挿入拡張状態８１２から図４Ｂに表されている滅菌アダプタ装着状態８１３に進む。滅菌アダプタ装着状態８１３において、挿入アセンブリ４３１は伸張され、プリロード係合／係合解除機構は係合していない。

手術装置インタフェース要素４５０が器具マニピュレータアセンブリのそれぞれに取り付けられると、ドレーピングプロセス８１０は完了する。ドレーピングプロセス８１０の完了に続いて、ユーザは、器具マニピュレータアセンブリ４４０を手動でホーム位置に移動させるために器具マニピュレータアセンブリ４４０上のクラッチボタンを使用する。

挿入引き込み動作８１８において、器具マニピュレータアセンブリのそれぞれは引き込まれてホーム位置に戻される。挿入引き込み動作８１８が完了すると、器具マニピュレータアセンブリのそれぞれは、状態８２０とも呼ばれる、滅菌アダプタが装着され、挿入引き込まれた状態８２０にある。状態８２０では、プリロード係合／係合解除機構は依然として係合解除されているので、手術装置インタフェース要素４５０にプリロード力はない。

器具マニピュレータアセンブリ４４０のさらなる動作を検討する前に、手術装置インタフェース要素４５０の構造が最初に記載される。この態様では、手術装置インタフェース要素４５０は、フレーム４５１と可動マニピュレータ－器具インタフェースプレート４５１Ｃとを含む。可動ボディ４５１Ｃとも呼ばれる可動マニピュレータ－器具インタフェースプレート４５１Ｃは、可動ボディ４５１Ｃがフレーム４５１内で近位方向および遠位方向に移動できるようにフレーム４５１に取り付けられる。複数の中間ディスクが、複数の中間ディスクのそれぞれがフレーム４５１に対して回転できるように、マニピュレータ－器具インタフェースプレート４５１Ｃに取り付けられる。

この態様では、複数のディスクの各中間ディスクは同じであるので、中間ディスク４５３は複数の中間ディスクのそれぞれを表す。複数の中間ディスクの各中間ディスク４５３は、第１の中間ディスクインタフェースとも呼ばれる中間被駆動インタフェース４５５と、第２の中間ディスクインタフェースとも呼ばれる中間駆動インタフェース４５６とを含む。中間被駆動インタフェース４５５は、中間駆動インタフェース４５６の反対側にあり、中間駆動インタフェース４５６から取り外されている。一態様では、中間被駆動インタフェース４５５は、第１の位置合わせレセプタクルおよび駆動ドグレセプタクルを含む。中間駆動インタフェース４５６は駆動ドグおよび係合構造を含む。図４Ａ乃至４Ｇの可動マニピュレータ－器具インタフェースプレート４５１Ｃおよび複数の中間ディスクとしての使用に適した可動マニピュレータ－器具インタフェースプレートおよび複数の中間ディスクの例は、米国特許出願公開第ＵＳ２０１６／０１８４０３５号、国際公開第２０１５／０２３８３４号、および国際公開第２０１５／０２３８４０号に提示されており、これらのそれぞれは先に参照により組み込まれている。

可動ボディ４５１Ｃはまた、複数のハードストップレセプタクル４５７を含む。複数のハードストップレセプタクル４５７は、可動ボディ４５１Ｃの近位面から遠位方向に可動ボディ４５１Ｃ内に延びる。

器具マニピュレータアセンブリ４４０が状態８２０にあるように器具マニピュレータアセンブリ４４０がホーム位置に引き込まれているとき、コントローラ２９０は、滅菌アダプタ係合シーケンス動作８２１を開始する。滅菌アダプタ係合シーケンス動作８２１において、コントローラ２９０は、一態様では、挿入アセンブリ４３１に器具マニピュレータアセンブリ４４０を、ホーム位置の近位にある第１の所定の位置、すなわち完全に引き込まれた位置に移動させる。

器具マニピュレータアセンブリ４４０が完全に引き込まれた位置にあるとき、一態様では、コントローラ２９０は、プリロードアセンブリ４８０内のプリロード係合／係合解除機構４８５にプリロード起動信号４８６を送信する。プリロード起動信号４８６に応答して、プリロード係合／係合解除機構４８５はプリロードをかけ、次いでコントローラ２９０は挿入アセンブリ４３１をホーム位置に戻す（図４Ｃ）。挿入アセンブリ４３１が器具マニピュレータアセンブリ４４０を完全引き込み位置からホーム位置に移動させると、モータパック４４６は、器具マニピュレータアセンブリ４４０のハウジング４４８に対して遠位方向に、プリロード無し位置４３２から低プリロード位置４３３まで変位する。この変位は、モータパックリターンスプリング４４７を伸ばす。プリロード係合／係合解除機構の係合は、モータパック４４６に遠位方向にプリロード力があるように、モータパック４４６をハウジング４４８に対して遠位に変位した位置に保持する。

したがって、器具マニピュレータアセンブリ４４０がホーム位置に移動するとき、ハウジング４４８に対するモータパック４４６のプリロード無し位置４３２から低プリロード位置４３３への変位は、複数の駆動出力ディスクの各駆動出力ディスク４４５の駆動インタフェースを、複数の中間ディスクの複数の中間被駆動インタフェースのうちの対応する中間被駆動インタフェース４５５と接触させる。したがって、器具マニピュレータアセンブリ４４０の動きは、各中間ディスク４５３を可動ボディ４５１Ｃに接触させ、可動ボディ４５１Ｃを遠位方向に移動させる。可動ボディ４５１Ｃがフレーム４５１内で可能な限り遠位に移動するとき、駆動出力ディスク４４５の遠位方向へのさらなる移動が阻止される。

その結果、器具マニピュレータアセンブリ４４０がホーム位置に移動し続けると、複数の駆動出力アセンブリの各駆動出力アセンブリ４４３のプリロードスプリングアセンブリは、プリロード力が複数の駆動出力ディスクの各駆動出力ディスク４４５に加えられるように、圧縮される。このプリロード力は、第１のプリロード力または低プリロード力とも呼ばれる。プリロード力は、駆動出力ディスク４４５および対応する中間被駆動インタフェース４５５を押すので、プリロード力は、手術装置インタフェース要素４５０の複数の中間ディスクの各中間ディスク４５３に伝達される。この構成は、図４Ｃに示される。

手術装置インタフェースとも呼ばれる手術装置インタフェース要素４５０が最初に器具マニピュレータアセンブリ４４０に取り付けられるとき、中間被駆動インタフェース４５５の要素は駆動出力ディスク上の駆動インタフェースの対応する要素と位置合わせされていない（整列されていない）ことがある。ディスク４５３および４４５の要素が位置合わせされていない場合、２つのディスクは駆動および中間被駆動インタフェース内の特徴部によって部分的に互いに結合されるが、２つのディスクは互いに、結合されていない、例えば噛み合っていない。

次に、滅菌アダプタ係合シーケンス動作８２１において、コントローラ２９０は、器具マニピュレータアセンブリ４４０に信号を送り、駆動出力ディスク４４５を回転させる。中間ディスク４５３の回転は禁止され、駆動出力ディスク４４５は駆動出力ディスク４４５の駆動インタフェースが、中間ディスク４５３の中間被駆動ディスク４５５と噛み合うまで回転される。駆動ディスク４４５上の駆動インタフェースの要素の中間ディスク４５３上の中間被駆動インタフェース４５５の対応する要素との部分的結合は、２つのディスクが、２つのディスクが回転するときプリロード力の下で部分的に結合されたままであることを確実にする。一態様では、２つのディスクが結合されるとき、別のセンサがディスクスタックの高さの変化を検出し、駆動出力ディスク４４５の回転を停止させるようにコントローラ２９０に信号を送信する。２つのディスクが噛み合うとき、第１のプリロード力がディスク上にある。駆動出力ディスク４４５と中間ディスク４５３との噛み合いは、米国特許出願公開第２０１６／０１８４０３５号に記載されているような対応するディスクの噛み合いと同じである。

器具マニピュレータアセンブリ４４０の各駆動出力ディスクが手術装置インタフェース要素４５０の対応する中間ディスクと噛み合うと、滅菌アダプタ係合動作８２１が完了する。器具マニピュレータアセンブリ４４０は、通常使用プロセス８３０の低プリロードが設定され、ディスク係合状態８３１にある。

器具マニピュレータアセンブリ４４０が、低プリロードが設定され、ディスク係合状態８３１にあるとき、いくつかの動作が可能である。例えば、ユーザは器具を装着して手術処置を続けることができる。以下でより完全に説明されるように、手術処置が完了すると、通常使用プロセス８３０は、低プリロードが設定され、ディスク係合状態８３１に戻り、その後、ユーザは、患者側支持システム２１０からドレープを外す。したがって、これらの動作のそれぞれは、順番に考慮される。

器具マニピュレータアセンブリ４４０が、低プリロードが設定され、ディスク係合状態８３１にあるとき、ユーザは、緊急器具解放（ＥＩＲ）ボタン動作８２２において緊急器具解放ボタン４８２を押すことができる。緊急器具解放ボタン４８２を作動させること、例えばボタンを押すこと４８２は、プリロード係合／係合解除機構４８５に、プリロードアセンブリ４８０のプリロード係合／係合解除機構を解放させるので、ディスクスタックへの低プリロード力が解放される。これは、器具マニピュレータアセンブリ４４０を滅菌アダプタ装着済み、挿入が引き込まれた状態８２０に戻す。

代替的には、器具マニピュレータアセンブリ４４０が、低プリロードが設定され、ディスク係合状態８３１にあるとき、ユーザは器具を手術装置インタフェース要素４５０に装着することができる。したがって、器具を装着する動作８３５において、器具４６０の第１の端部は、図４Ｅに示されるように器具４６０が適切な位置に保持されるまで、手術装置インタフェース要素４５０のフレーム４５１の傾斜路に沿ってスライドする。低プリロードの器具マニピュレータアセンブリ４４０のこの状態では、可動マニピュレータ－器具インタフェースプレート４５１Ｃはある位置に固定されず、近位に移動することができる。したがって、器具４６０が傾斜路に沿ってスライドすると、可動マニピュレータ－器具インタフェースプレート４５１Ｃは近位に変位し、これは第１のプリロードスプリングアセンブリをさらに圧縮し、したがってディスク４４５、４５３、および４６３からなるディスクスタックへのプリロード力は、およそ第１のプリロードになると言われる。

器具装着動作８３５が完了すると、器具マニピュレータセンブリ４４０は、状態８３２とも呼ばれる器具が装着された状態８３２にある。状態８３２では、ディスク４４５、４５３、および４６３からなるディスクスタックへのプリロード力はおよそ第１のプリロードであり、被駆動ディスク４６４の被駆動インタフェースは、おそらく中間ディスク４５３の中間駆動インタフェース４５６と噛み合っていない。

器具マニピュレータアセンブリ４４０の状態を器具装着状態８３２から器具係合状態８３３に変更する器具係合シーケンス動作８３６を検討する前に、器具４６０の特徴について簡単に考察する。器具４６０は、一態様では、米国特許出願公開第２０１６／０１８４０３７号に記載されている手術器具と同じである。

この態様では、器具４６０（図４Ｅ）は、ボディ４６５およびメインチューブ４６７を含む。メインチューブ４６７は、ボディ４６５から遠位に延びる。ボディ４６５は、被駆動ディスクレセプタクル４６３、シャフト４６６、および被駆動ディスク４６４を含む。シャフト４６６および被駆動ディスク４６４は、受けたトルクを器具を通って器具の１又は複数の構成要素に伝達する伝動ユニットの一部である。

シャフト４６６の近位端部は、被駆動ディスクレセプタクル４６３の中に延び、被駆動ディスク４６４は、被駆動ディスク４６４が被駆動ディスクレセプタクル４６３の中に位置するように、シャフト４６６の近位端部に取り付けられる。被駆動ディスク４６４は、中間ディスク４５３の中間駆動インタフェース４５６と相互作用する被駆動インタフェースを含む。

被駆動ディスク４６４の被駆動インタフェースは、係合レセプタクル、駆動ドグレセプタクル、及び回転不能化要素を含む。回転不能化要素は、回転ロック機構を含む。回転不能化要素の係合に際し、回転ロック機構は、被駆動ディスクレセプタクル４６４に係合し、被駆動ディスク４６４の回転を妨げる。

器具４６０が器具マニピュレータアセンブリ４４０に結合されるとき、各被駆動ディスク４６４は、手術装置インタフェース要素４５０の対応する中間ディスク４５３を近位に押すので、中間ディスク４５３は自由に回転することができる。これは、ディスクスタックへのプリロード力を増加させる。しかし、器具４６０が最初に手術装置インタフェース要素４５０に取り付けられるとき、中間駆動インタフェース４５６の要素は、被駆動ディスク４６４上の被駆動インタフェースの対応する要素と位置合わせされていないかもしれない。２つのディスク４５３及び４６４の要素が位置合わせされていない場合、２つのディスクは、中間駆動インタフェース４５６及び被駆動インタフェースの特徴部によって部分的に一緒に結合されるが、２つのディスクは互いに噛み合っていない。

中間ディスク４５３の中間駆動インタフェース４５６が被駆動ディスク４６４の対応する被駆動インタフェースと位置合わせされていないとき、中間ディスク４５３の中間駆動インタフェース４５６上の係合構造が、器具４６０の被駆動ディスク４６４上の回転不能化要素と係合する。回転不能化要素は回転ロック機構を含む。回転不能化要素が係合すると、回転ロック機構は被駆動ディスクレセプタクル４６４と係合して被駆動ディスク４６４の回転を妨げる。

器具４６０が器具マニピュレータアセンブリ４４０に結合されるとき、器具マニピュレータアセンブリ４４０は器具４６０の存在を検出し、信号をコントローラ２９０に送信する。信号に応答して、コントローラ２９０は信号を器具マニピュレータアセンブリ４４０に送信し、動作８３６と呼ばれることもある、器具係合シーケンス動作８３６を実行する。

コントローラ２９０からの信号に応答して、器具マニピュレータアセンブリ４４０は駆動出力ディスク４４５を回転させ、それは次に中間ディスク４５３を回転させる。中間ディスク４５３の中間駆動インタフェース４５６が適所に固定された被駆動ディスク４６４と共に回転すると、中間駆動インタフェース４５６上の各要素は、回転して被駆動ディスク４６４の被駆動インタフェースの対応する要素と位置合わせし、対応する要素と噛み合う。中間駆動インタフェース４５６および被駆動ディスク４６４上の被駆動インタフェースの結合は、被駆動ディスク４６４上の回転ロックを解放する。したがって、ディスクのスタック、ディスク４４５、４５３、及び４６４は、一体として回転する。ディスク４５３と４６４が結合されるとき、センサは再びディスクスタックの高さの変化を検出し、駆動出力ディスク４４５の回転を停止させるためにコントローラ２９０に信号を送る。ディスクのスタックが噛み合わされるとき、ディスクスタックに加えられるプリロード力は、第１の長手方向力、すなわち第１のプリロード力と呼ばれる。

手術装置インタフェース要素４５０の中間ディスクと器具４６０のディスクとが噛み合うと、器具マニピュレータアセンブリ４４０は、通常使用プロセス８３０の、状態８３３とも呼ばれる、器具係合状態８３３にある。状態８３３において、器具４６０が装着され、プリロードは低プリロードであり、器具４６０は、手術装置インタフェース要素４５０から取り外されることができる。低プリロードでは、可動マニピュレータ－器具インタフェースプレート４５１Ｃが定位置にロックされておらず、近位方向に変位することができるので、器具４６０は取り外されることができる。

図４Ｅの構成では、手術装置インタフェース要素４５０は、器具４６０を取り外すことなしに、取り外すことはできない。器具４６０の装着は、手術装置インタフェース要素４５０の側部の解放ボタンの使用を妨げる。したがって、手術装置インタフェース要素４５０は、機械的滅菌アダプタアセンブリ取り外しロックアウトを含むので、器具４６０が手術装置インタフェース要素４５０に取り付けられるとき、器具４６０が機械的滅菌アダプタアセンブリ取り外しロックアウトを作動させる。

プリロード力が存在するときはいつでも手術装置インタフェース要素のための機械的解放ボタンの操作を禁止した従来のシステムとは異なり、プリロード状態に基づく手術装置インタフェース要素４５０のインターロックはない。手術装置インタフェース要素４５０上の唯一のインターロックは、器具４６０が手術装置インタフェース要素４５０に取り付けられているかどうかに基づく機械的インターロックである。

しかし、図４Ｅの構成では、器具４６０は依然として取り外されることができる。米国特許出願公開第２０１６／０１８４０３６号にさらに完全に説明されているように、一態様では、器具４６０の各側部に解放ボタンがある。解放ボタンを係合することは、中間ディスク４５３と被駆動ディスク４６４が係合解除されて器具４６０が取り外されることができるように、器具４６０の機構に、手術装置インタフェース要素４５０の可動ボディ４５１Ｃを近位に押させる。

したがって、器具取外し動作８３８において、ユーザは、中間ディスク４５３および被駆動ディスク４６４を係合解除する器具４６０の各側部の解放ボタンを操作し、次いでユーザは器具４６０を手術装置インタフェース要素４５０からスライドさせる。器具４６０の取り外しは、器具マニピュレータアセンブリ４４０の状態を変化させて、器具係合状態８３３から通常使用プロセス８３０の低プリロードが設定され、ディスク係合状態８３１に戻す。

拡張挿入動作８３７は、器具マニピュレータアセンブリ４４０の状態を、器具係合状態８３３から、状態８３４とも呼ばれる高プリロードを使用する器具状態８３４に変更する。状態８３４は、通常使用プロセス８３０とカニューレを超えた器具先端状態８５０の両方にある。

拡張挿入動作８３７において、器具４６０の遠位端部は、器具マニピュレータアセンブリ４４０を遠位方向に動かす挿入アセンブリ４３１によってカニューレ内にそしてカニューレを通って動かされる。器具４６０の遠位端部が器具マニピュレータアセンブリ４４０を動かす挿入アセンブリ４３１によってカニューレ内に挿入されると、メインチューブ４６７に結合された端部構成要素がカニューレの遠位端部から突出する前に、第２のプリロード力が、プリロードアセンブリ４８０によってディスク４４５、４５３、および４６４のディスクスタックに加えられる。

具体的には、器具４６０が遠位に移動すると、プリロードアセンブリ４８０はプリロードトラックに沿って遠位に移動する。一態様では、器具マニピュレータアセンブリ４４０が遠位に所定の距離Ｚｌｏａｄ移動すると、プリロードアセンブリ４８０は、モータパック４４６を、所定の距離Ｚｌｏａｄプラス追加の距離Δ移動させる。別の態様では、モータコントローラは、挿入アセンブリ４３１による器具マニピュレータアセンブリ４４０の移動とは無関係にまたはそれと協調して、モータパック４４６をハウジング４４８に対して距離Δ移動させる。

これらの態様の両方において、ハウジング４４８に対するモータパック４４６の追加の距離Δの移動は、複数の駆動出力アセンブリの各駆動出力アセンブリ４４３内のプリロードスプリングアセンブリを圧縮するので、第２のプリロード力が複数の駆動出力ディスクの各駆動出力ディスク５４５に加えられる。第２のプリロード力は、器具２６０の遠位端部がカニューレを出る前に、駆動ユニット４４１のモータシャフトの回転と器具４６０のシャフト４６６の回転との間の如何なるバックラッシュも０．７度未満に減少させる。

モータパック４４６の追加距離Δの移動はまたリターンスプリング４４７をさらに伸ばし、さらに複数のハードストップ４３７のそれぞれを複数のハードストップレセプタクル４５７の対応するハードストップレセプタクルに挿入する。複数のハードストップ４３７は、手術装置インタフェース要素４５０の可動ボディ４５１Ｃの如何なる近位移動も妨げる。複数のハードストップ４３７と複数のハードストップレセプタクル４５７との組み合わせは、器具取り外しインターロックを形成し、器具４６０の取り外しを妨げる。器具４６０の解放ボタンを押そうとする場合、複数のハードストップ４３７が可動ボディ４５１Ｃの近位の動きを妨げるので、器具４６０の機構は、手術装置インタフェース要素４５０の可動ボディ４５１Ｃを近位に押すことができず、中間ディスク４５３および被駆動ディスク４６４は係合解除できない。

複数のハードストップレセプタクル４５７の使用は例示的なものにすぎず、限定することを意図するものではない。別の態様では、複数のハードストップレセプタクル４５７は使用されていない。代わりに、複数のハードストップ４３７が可動ボディ４５１Ｃの近位面に接触し、可動ボディ４５１Ｃの近位方向への移動を防止する。拡張挿入動作８３７が完了すると、器具マニピュレータアセンブリ４４０は、高プリロードを使用する器具状態８３４にある。状態８３４において、ディスク４４５、４５３、および４６４のディスクスタック内のすべてのディスクが係合され、ディスクスタックには第２のプリロードがある。手術装置インタフェース要素４５０も器具４６０も状態８３４では取り外されることができない。

挿入引き込み動作８３９は、器具マニピュレータアセンブリ４４０の状態を、高プリロードを使用する器具状態８３４から器具係合状態８３３に変更する。挿入引き込み動作８３９において、器具マニピュレータアセンブリ４４０は、ユーザによって挿入アセンブリ４３１に沿ってホーム位置に動かされる。器具マニピュレータアセンブリ４４０がホーム位置に移動されると、器具４６０の遠位端部はカニューレを通ってもはや延びず、第２のプリロード力は、プリロードアセンブリ４８０のプリロード係合／係合解除機構４８５によって第１のプリロード力に変更される。すなわち、器具マニピュレータアセンブリ４４０が引き込まれると、モータパック４４６はハウジング４４８に対して高プリロード位置４３４から低プリロード位置４３３へ移動する。

何らかの理由で、状態８３４において器具４６０の遠位先端部がカニューレの遠位端部を超えて延びている間に器具４６０を取り外す必要がある場合、人は緊急器具解放ボタン動作８５１を実施するために緊急器具解放ボタン４８２を押す。緊急器具解放（ＥＩＲ）ボタン動作８５１は、器具マニピュレータアセンブリ４４０の状態を、高プリロードを使用する器具状態８３４からユーザインタフェース（ＵＩ）誘導リカバリプロセス８６０のプリロード無し状態８６１に変更する。ユーザインタフェース誘導リカバリプロセス８６０の状態は、イリーガルな（illegal）器具状態である。

緊急器具解放ボタン動作８５１において、緊急器具解放ボタン４８２を作動させることは、モータパック４４６にかかる長手方向の力を解放させる。その結果、リターンスプリング４４７は、モータパック４４６をハウジング４４８内の完全に引き込まれた位置に引き戻す。

モータパック４４６が完全に引き込まれると、複数のハードストップ４３７は、手術装置インタフェース要素４５０の可動ボディ４５１Ｃの複数のハードストップレセプタクル４５７から引き込まれ、ディスク４５３および４６４はもはやいかなるプリロード力も受けない。したがって、器具４６０の解放ボタンを使用して、挿入アセンブリ４３１の任意の位置で手術装置インタフェース要素４５０から器具４６０を取り外すことができる。

しかし、カニューレから器具４６０を取り外すために、挿入引込み動作８６５が実行される。挿入引き込み動作８６５は、器具マニピュレータアセンブリ４４０の状態を、プリロード無し状態８６１から、ユーザインタフェース誘導リカバリプロセス８６０のプリロード無し挿入ホーム状態８６２に変更する。挿入引き込み動作８６５において、ユーザは、器具マニピュレータアセンブリ４４０のクラッチボタンを押し（engages the clutch button）、器具マニピュレータアセンブリ４４０を挿入アセンブリ４３１に沿ってホーム位置に移動させる。

器具マニピュレータアセンブリ４４０が、器具４６０が装着され且つ低プリロードである器具係合状態８３３にある場合、緊急器具解放ボタン動作８６７を実行することができる。緊急器具解放ボタン動作８６７において、緊急器具解放ボタン４８２を作動させることは、モータパック４４６への長手方向の力を解放させる。その結果、リターンスプリング４４７は、プリロードがないように、モータパック４４６をハウジング４４８内の完全に引き込まれた位置に引き戻す。緊急器具解放ボタン動作８６７の実行は、器具マニピュレータアセンブリ４４０の状態を器具係合状態８３３からプリロード無し、挿入ホーム状態８６２に変更する。

プリロード無し、挿入ホーム状態８６２において、器具４６０はカニューレから引き抜かれ、ディスクスタックにプリロード力はない。したがって、手術装置インタフェース要素４５０から器具４６０を取り外すことは安全であり可能である。

器具取り外し動作８６６において、ユーザは、中間ディスク４５３および被駆動ディスク４６４を係合解除する器具４６０の各側部の解放ボタンを操作し、次いでユーザは器具４６０を手術装置インタフェース要素４５０からスライドさせる。器具取り外し動作８６６の完了は、器具マニピュレータアセンブリ４４０の状態をプリロード無し、挿入ホーム状態８６２から滅菌アダプタ装着、挿入引き込み状態８２０に変更する。

通常の手術処置の間、器具引き込み動作８３９は、器具マニピュレータアセンブリ４４０の状態を、高プリロードを使用する器具状態８３４から器具係合状態８３３に変えるように実行される。次に、器具取り外し動作８３８が、器具マニピュレータアセンブリ４４０の状態を、器具係合状態８３３から低プリロードが設定され、ディスク係合状態８３１に変えるように実行される。

手術処置が完了したので、ドレープは患者側支持システム２１０から取り外される必要がある。ドレープ取り外し（UNDRAPING）プロセス８４０を容易にするために、拡張挿入動作８４１において、ユーザは器具マニピュレータアセンブリ４４０上のクラッチボタンを使用して器具マニピュレータを遠位に動かす。器具マニピュレータアセンブリ４４０が遠位に動くと、プリロードアセンブリ４８０はプリロードトラックに沿って遠位に動く。一態様では、器具マニピュレータアセンブリ４４０が所定の距離Ｚｌｏａｄだけ遠位に動く、プリロードアセンブリ４８０は、モータパック４４６を、所定の距離Ｚｌｏａｄプラス追加の距離Δだけハウジング４４８に対して高プリロード位置４３４まで動かす。追加の距離Δのモータパック４４６の移動は、第２のプリロード力が複数の駆動出力ディスクの各駆動出力ディスク５４５に加えられるように、複数の駆動出力アセンブリの各駆動出力アセンブリ４４３のプリロードスプリングアセンブリを圧縮する。この第２のプリロード力は、上述のように、低プリロード力に対する高いプリロード力とも呼ばれる。

モータパック４４６の追加の距離Δの移動もまた、リターンスプリング４４７をさらに伸ばし、加えて複数のハードストップ４３７のそれぞれを複数のハードストップレセプタクル４５７の対応するハードストップレセプタクルに挿入する。複数のハードストップ４３７は、手術装置インタフェース要素４５０の可動ボディ４５１Ｃの如何なる近位移動も妨げる。この構成は、図４Ｄに示されている。したがって、拡張挿入動作８４１は、器具マニピュレータアセンブリ４４０の状態を、通常使用プロセス８３０の低プリロード設定滅菌アダプタ係合状態から、ドレープ取り外しプロセス８４０の滅菌アダプタ装着高プリロード状態８４２に変更する。滅菌アダプタ装着高プリロード状態８４２では、第２のプリロードは、器具マニピュレータアセンブリ４４０に取り付けられた手術装置インタフェース要素４５０を用いて、係合したディスク（駆動出力ディスク４４５および中間ディスク４５３）に加えられる。

第１のプリロード状態または第２のプリロード状態のいずれかについての従来のシステムでは、滅菌アダプタの取り外しは、最初に器具マニピュレータアセンブリのプリロード解除ボタンを押してプリロード状態を解除し、また器具マニピュレータアセンブリの滅菌アダプタ解放ボタンのロックを無効にする必要があった。次いで、器具マニピュレータアセンブリの滅菌アダプタ解放ボタンが、滅菌アダプタを取り外すために使用された。従来のシステムの詳細については、米国特許出願公開第２０１６／０１８４０３７号を参照されたい。

対照的に、滅菌アダプタ／ドレープ取り外し動作８４３において、ユーザは、手術装置インタフェース要素４５０の側部の解放ボタンを押して、第２のプリロード条件がアクティブであるかどうかにかかわらず、手術装置インタフェース要素４５０を器具マニピュレータアセンブリ４４０の遠位面から離れて遠位方向に移動させる。第２のプリロード条件下で手術装置インタフェース要素４５０を取り外すために器具マニピュレータアセンブリ４４０のボタンを操作する必要はない。手術装置インタフェース要素４５０の特徴部のみが手術装置インタフェース要素４５０を取り外すために使用されるので、これは手術装置インタフェース要素４５０の取り外しをより直観的にする。緊急器具解放ボタン４８２は、任意のプリロード条件下での手術装置インタフェース要素４５０の取り外しのために使用されない又は必要とされないので、それは混乱を減らす。手術装置インタフェース要素４５０の取り外しの後、ユーザは患者側支持システム２１０から手術ドレープを取り外す。

滅菌アダプタ取り外し動作８４３が完了すると、器具マニピュレータアセンブリ４４０は挿入拡張状態８４４にある。ユーザは、器具マニピュレータアセンブリ４４０の状態を挿入拡張状態８４４から挿入ホーム状態８４６に変更するために挿入引き込み動作８４５を実行する。

挿入引き込み動作８４５では、器具マニピュレータアセンブリのそれぞれは、器具マニピュレータアセンブリ４４０をホーム位置に移動させるようにその器具マニピュレータアセンブリ４４０上のクラッチボタンをユーザが使用することによって、引き込まれてホーム位置に戻される。

器具マニピュレータアセンブリ４４０がホーム位置にある状態で、コントローラ２９０は、プリロード解放動作８４７を実行して器具マニピュレータアセンブリ４４０の状態をスタート状態８０１に変更する。一態様では、コントローラは、器具マニピュレータアセンブリ４４０を近位にホーム位置に動かすように命令し、これは、以下でより完全に説明されるように、自動的にプリロードを解放する。別の態様では、コントローラ２９０は、モータパック４４６をプリロード無し位置に動かすようにモータに命令する。

図９Ａは、挿入アセンブリ９３１に固定された挿入マニピュレータアセンブリ９４０の一例を示し、この挿入アセンブリは、挿入軸ベースアセンブリ９３２に取り付けられる。挿入軸ベースアセンブリ９３２は、挿入アセンブリ９３１を移動させるためのモータおよびパワーエレクトロニクスを含む。器具マニピュレータアセンブリ９４０は、器具マニピュレータアセンブリ２４０および器具マニピュレータアセンブリ４４０の一例である。挿入アセンブリ９３１は、挿入アセンブリ３３１および挿入アセンブリ４３１の一例である。

器具マニピュレータアセンブリ９４０は、２つのボタン、すなわちクラッチボタン９４４および緊急器具解放ボタンを含み、これらは見えない。緊急器具解放ボタンは緊急器具解放ボタン４８２の一例である。ユーザがクラッチボタン９４４を押す、すなわち作動させる場合、ユーザは手動で器具マニピュレータアセンブリ９４０を挿入アセンブリ９３１に沿って近位方向および遠位方向の両方に動かすことができる。緊急器具解放ボタンは、図８に関して説明したように、プリロードを解放するために使用される。

器具マニピュレータアセンブリ９４０はまた、駆動ユニットアセンブリ９４１および駆動出力ユニット９４２を含む。この態様では、駆動出力ユニット９４２は複数の駆動出力アセンブリ、例えば８つの駆動出力アセンブリを含む。本明細書では、駆動出力アセンブリ９４３は、８つの駆動出力アセンブリのうちのいずれか１つを指す。一態様では、８つの駆動出力アセンブリのうち６つだけが使用される。駆動出力アセンブリ９４３は、低バックラッシュカプラおよび駆動出力ディスクを含む。駆動ユニットアセンブリ、駆動出力ユニット９４２、および駆動出力アセンブリ９４３は、米国特許出願公開第２０１６／０１８４０３５号に記載されているものと同等である。

滅菌アダプタアセンブリ２５０（図９Ｂ乃至９Ｇ）は、滅菌アダプタフレーム９５１および滅菌ドレープ（図示せず）を含む。滅菌ドレープは滅菌アダプタフレーム９５１に固定して取り付けられている。滅菌アダプタアセンブリ２５０は手術装置インタフェース要素の一例である。滅菌アダプタフレーム９５１は、手術装置インタフェース要素ボディの一例である。より一般的に言うと、手術装置インタフェース要素は、駆動システムの駆動インタフェースと手術器具またはカメラ器具のような器具の被駆動インタフェースとの間の機械的インタフェースを含む構造である。

滅菌アダプタアセンブリ２５０のフレーム９５１は、前端部９５１ＦＥ、すなわち第１の端部、後端部９５１ＲＥ、すなわち第２の端部、第１の側部９５１Ｓ１および第２の側部９５１Ｓ２を有する。第２の端部９５１ＲＥは、器具が挿入される端部であり、したがって器具を受け入れるために開いているので、第２の端部９５１ＲＥは、滅菌アダプタアセンブリ２５０および滅菌アダプタフレーム９５１の開放端部とも呼ばれる。

ビーム９５５とも呼ばれる第１のビーム９５５は、滅菌アダプタフレーム９５１の第１の側部９５１Ｓ１の内側に移動可能に取り付けられているので、ビーム９５５の遠位端部（第１の端部）が第１の方向（内側）に移動し、ビーム９５５の近位端部（第２の端部）は、第１の方向と反対の第２の方向（外側）に移動する。ビーム９５６とも呼ばれる第２のビーム９５６は、滅菌アダプタフレーム９５１の第２の側部９５１Ｓ２の内側に移動可能に取り付けられているので、ビーム９５６の遠位端部（第１の端部）が第１の方向（内側）に移動し、ビーム９５６の近位端部（第２の端部）は、第１の方向とは反対の第２の方向（外側）に移動する。ビーム９５５および９５６の構成は同じであり、各ビームは同じ特徴を有する。

一態様では、
ビーム９５５は、ビーム９５５の遠位端部が内側に移動するときにビーム９５５の近位端部は外側に移動するように、第１の撓み部によって第１の側部９５１Ｓ１の内側に取り付けられている。ビーム９５６は、ビーム９５６の第１の端部が内側に移動したときにビーム９５６の近位端部が外側に移動するように、第２の撓み部によって第２の側部９５１Ｓ２の内側に取り付けられている。

別の態様では、ビーム９５５は第１の側部９５１Ｓ１の内側に旋回可能に取り付けられ、ビーム９５５の近位端部を係合位置に維持するスプリングを含む。力がビーム９５５の遠位端部に加えられるとき、ビーム９５５の近位端部は係合解除位置まで旋回する。同様に、ビーム９５６は第２の側部９５１Ｓ３の内側に旋回可能に取り付けられ、ビーム９５６の近位端部を係合位置に維持するスプリングを含む。力がビーム９５６の遠位端部に加えられるとき、ビーム９５５の近位端部は係合解除位置まで旋回する。

第１のフック延長部９５５ＨＥ１が、ビーム９５５から近位方向に延びる。第１のフック延長部９５５ＨＥ１は、ビーム９５５の第３の端部に隣接する。第２のフック延長部９５５ＨＥ２は、ビーム９５５から近位方向に延びる。第２のフック延長部９５５ＨＥ２は、ビーム９５５の第４の端部に隣接し、ここで、ビーム９５５の第３の端部は、ビーム９５５の第４の端部から取り除かれ、交差しない。

第１のフック延長部９５６ＨＥ１は、ビーム９５６から近位方向に延びる。第１のフック延長部９５６ＨＥ１は、ビーム９５６の第３の端部に隣接する。第２のフック延長部９５６ＨＥ２は、ビーム９５６から近位方向に延びる。第２のフック延長部９５６ＨＥ２は、ビーム９５６の第４の端部に隣接し、ここで、ビーム９５６の第３の端部は、ビーム９５６の第４の端部から取り除かれ、交差しない。

側部９５１Ｓ１は、側部９５１Ｓ１の近位エッジから延びる貫通開口部９５９（図９Ｂ、９Ｃ、および９Ｄ）を含む。解放ボタン９６１とも呼ばれる滅菌アダプタ解放ボタン９６１が、貫通開口部９５９内に配置されている。滅菌アダプタ解放ボタン９６１は、ビーム９５５の外側表面に固定されている。

第２の側部９５１Ｓ２は、第２の側部９５１Ｓ２の近位エッジから延びる貫通開口部９６０（図９Ｅおよび９Ｆ）を含む。解放ボタン９６２とも呼ばれる滅菌アダプタ解放ボタン９６２が貫通開口部９６０内に配置されている。滅菌アダプタ解放ボタン９６２は、ビーム９５６の外側表面に固定されている。

ビーム９５５および９５６のそれぞれの内側は、それぞれ、パーキングスロットで終端する器具挿入スキッドプレート９６３および９６４を含む。器具挿入スキッドプレート９６３は、ビーム９５５の内側に形成されている。器具挿入スキッドプレート９６３は、ビーム９５５の第４の端部から、ビーム９５５の第３の端部に隣接するパーキングスロット９６５まで延びている。器具挿入スキッドプレート９６４は、ビーム９５６の内側に形成されている。器具挿入スキッドプレート９６４は、ビーム９５６の第４の端部から、ビーム９５６の第３の端部に隣接するパーキングスロット９６６まで延びる。

滅菌アダプタフレーム９５１は、可動ボディ９５１Ｃと呼ばれる可動マニピュレータ－器具インタフェースプレート９５１Ｃを含む。可動マニピュレータ－器具インタフェースプレート９５１Ｃは、滅菌アダプタフレーム９５１内で遠位方向および近位方向、例えば第１および第２の方向に移動することができる。

可動マニピュレータ－器具インタフェースプレート９５１Ｃは、複数の中間ディスク９５３Ｐの中の各中間ディスクのためのレセプタクルを含む。可動ボディ９５１Ｃはまた、オプションである複数のハードストップレセプタクル９５７（図９Ｃ）を含む。

各中間ディスクは円筒ボディを有する。複数の中間ディスク９５３Ｐのそれぞれは、各中間ディスクが滅菌アダプタフレーム９５１に対して、および可動ボディ９５１Ｃに対して回転できるように、可動ボディ９５１Ｃの複数の中間ディスクレセプタクルの対応する中間ディスクレセプタクルに取り付けられる。したがって、複数の中間ディスク９５３Ｐは、滅菌アダプタフレーム９５１に回転可能に取り付けられている。また、各中間ディスクは、中間ディスクレセプタクル内で遠位方向および近位方向に移動することができる。

各中間ディスクは、中間ディスクの第１の側部上の中間被駆動インタフェースおよび中間ディスクの第２の側部上の中間駆動インタフェースを含む。中間被駆動インタフェースは、駆動出力ユニット９４２の駆動出力ディスク上の駆動インタフェースと噛み合うように構成される。可動ボディ９５１Ｃおよび複数の中間ディスク９５３Ｐは、参照により以前に組み込まれた、国際公開第２０１５／０２３８４０号に記載されている滅菌アダプタの可動ボディおよび複数の中間ディスクと同等である。

図１０Ａおよび図１０Ｂは、滅菌アダプタアセンブリ２５０を、挿入アセンブリ１０３１（図１０Ａ）に接続されている器具マニピュレータアセンブリ１０４０に取り付ける、および滅菌アダプタアセンブリ２５０を器具マニピュレータアセンブリ１０４０（図１０Ｂ）から取り外すのに必要な動きおよび力を示す。器具マニピュレータアセンブリ１０４０はまた、駆動ユニットアセンブリおよび駆動出力ユニットを含む。この態様では、駆動出力ユニットは複数の駆動出力アセンブリ、例えば８つの駆動出力アセンブリを含む。各駆動出力アセンブリは、低バックラッシュカプラおよび駆動出力ディスクを含む。駆動ユニットアセンブリ、駆動出力ユニット、および駆動出力アセンブリは、米国特許出願公開第２０１６／０１８４０３５号に記載されているものと同等である。

器具マニピュレータアセンブリ１０４０は、器具マニピュレータアセンブリ２４０および器具マニピュレータアセンブリ４４０の別の例である。挿入アセンブリ１０３１は、挿入アセンブリ３３１および挿入アセンブリ４３１の別の例である。器具マニピュレータアセンブリ１０４０は、２つのボタン－すなわちクラッチボタン１０４４および緊急器具解放ボタン１０８２を含む。緊急器具解放ボタン１０８２は緊急解放ボタン４８２の一例である。

クラッチボタン１０４４は、器具マニピュレータアセンブリ１０４０のハウジングに取り付けられている。ユーザがクラッチボタン１０４４を押す、すなわち作動させる場合、ユーザは、器具マニピュレータアセンブリ１０４０を挿入アセンブリ１０３１に沿って近位方向および遠位方向の両方に手動で動かすことができる。

緊急器具解放ボタン１０８２は、器具マニピュレータアセンブリ１０４０のプリロードアセンブリ１０８０に取り付けられている。緊急器具解放ボタンは、図８に関して説明したようにプリロードを解放するために使用される。

滅菌アダプタアセンブリ２５０を器具マニピュレータアセンブリ１０４０に取り付けるために、ユーザは、滅菌アダプタアセンブリ２５０を近位方向である方向１０９１に移動させ、滅菌アダプタアセンブリ２５０を器具マニピュレータアセンブリ１０４０の遠位面に押し込む。滅菌アダプタアセンブリ２５０のフック延長部は移動可能であり、フック延長部のそれぞれのフックが器具マニピュレータアセンブリ１０４０の遠位面にスナップ嵌めして滅菌アダプタアセンブリ２５０を器具マニピュレータアセンブリ１０４０にしっかりと取り付けることを可能にする。

図１０Ａに示されるように、滅菌アダプタアセンブリ２５０が器具マニピュレータアセンブリ１０４０に取り付けられるとき、器具マニピュレータアセンブリ１０４０のプランジャが押し下げられて光線を遮断し、それが次に滅菌アダプタアセンブリ２５０の存在をコントローラ２９０に示す信号を生成する。代替的には、滅菌アダプタアセンブリ２５０の存在または不在を検出するために、上記の他のセンサのうちの１つを使用することができる。

滅菌アダプタアセンブリ２５０を取り外すために、ユーザは、滅菌アダプタアセンブリ２５０にプリロードがあるかどうかに関係なく、（内側への）力１０９２Ａおよび１０９２Ｂそれぞれを使用して、滅菌アダプタ解放ボタン９６１および９６２を内側方向に押す。ボタン９６１および９６２への内向きの力はビームを旋回させ、これは、フック１０７１および１０７２（図１０Ｃ）を含むフックを解放し、滅菌アダプタアセンブリ２５０を器具マニピュレータアセンブリ１０４０に保持し、したがって滅菌アダプタアセンブリ２５０の容易な取り外しを可能にする。滅菌アダプタアセンブリ２５０が器具マニピュレータアセンブリ１０４０から取り外されるとき、器具マニピュレータアセンブリ２４０のプランジャはもはや押し下げられず、これは次に、滅菌アダプタアセンブリ２５０が存在しないことをコントローラ２９０に示す信号を生成する。

図１０Ｃは、滅菌アダプタアセンブリ２５０の遠位面に滅菌アダプタアセンブリ２５０を取り付けて保持するために使用されるフックおよびフックレシーバラッチ機構を示すために、滅菌アダプタアセンブリ２５０および器具マニピュレータアセンブリ１０４０の部品を取り外した状態の器具マニピュレータアセンブリ１０４０に取り付けられた滅菌アダプタアセンブリ２５０の図である。滅菌アダプタアセンブリ２５０および器具マニピュレータアセンブリ１０４０に関する以下の説明では、図１０Ｃに関して、滅菌アダプタアセンブリ２５０および器具マニピュレータアセンブリ１０４０の左側および右側の構成は同じである。したがって、図１０Ｃの左側が説明され、各参照番号は、滅菌アダプタアセンブリ２５０および器具マニピュレータアセンブリ１０４０の左側および右側に関して異なる参照番号での説明が重複するのを避けるために、図１０Ｃの右側の特徴の対応する特徴についての参照番号が続く。

器具マニピュレータアセンブリ１０４０は、第１の側部部材１０７３と第２の側部部材１０７４とを含む。側部部材１０７３（１０７４）は、側部部材１０７３（１０７４）のフックレシーバ１０７７（１０７８）の一部を形成する傾斜側面１０７５（１０７６）を含む。フックレシーバ１０７７（１０７８）は、ビーム９５５（９５６）のフック延長部９５５ＨＥ２（９５６ＨＥ２）に形成されたフック１０７１（１０７２）と係合するように形作られている。例えば、フックレシーバはフック延長部のフックに収まる。

滅菌アダプタアセンブリ２５０では、ビーム９５５（９５６）は、屈曲部（flexure）１０８３（１０８４）によって滅菌アダプタアセンブリ２５０の側壁に移動可能に接続される。この態様では、ビーム９５５（９５６）および屈曲部１０８３（１０８４）は単一部品として形成されている。より一般的には、屈曲部１０８３（１０８４）の第１の端部は、ビーム部９５５の遠位端部と近位端部との間の位置でビーム部９５５に接続されている。位置は、屈曲がビーム９５５（９５６）のフック延長部９５５ＨＥ２（９５６ＨＥ２）に形成されたフック１０７１（１０７２）を側部ビーム１０７３（１０７４）のフックレシーバ１０７７（１０７８）に係合およびそのフックレシーバ１０７７（１０７８）から係合解除することを可能にするように選択される。屈曲部１０８３（１０８４）の第２の端部は、滅菌アダプタアセンブリ２５０の側壁に接続される。さらに一般的には、ビーム９５５（９５６）は、ビーム９５５（９５６）の遠位端部と近位端部との間の位置で側壁に旋回可能に接続される。

器具マニピュレータアセンブリ１０４０から滅菌アダプタアセンブリ２５０を取り外すために、ユーザは、解放ボタン９６１、９６２のそれぞれを滅菌アダプタアセンブリの内部に向かって押し下げる、すなわち、解放ボタン９６１に力１０９２Ａを与え、解放ボタン９６２に力１０９２Ｂを与える。解放ボタン９６１および９６２への力１０９２Ａおよび１０９２Ｂは、ビーム９５５および９５６の遠位端部に加えられる。

ビーム９５５および９５６の遠位端部への力は、フック延長部９５５ＨＥ１および９５６ＨＥ２のフックが器具マニピュレータアセンブリ１０４０を二分し、器具マニピュレータアセンブリ１０４０の長手方向軸を含む平面から離れるように外向きに回転するように屈曲部１０８３および１０８４を曲げる。フックの外向きの回転は、フックをフックレシーバから外し、それは、滅菌アダプタアセンブリ２５０が器具マニピュレータアセンブリ１０４０から遠位方向に移動することを可能にする。

図１１Ａは、滅菌アダプタアセンブリ２５０に取り付けることができる従来技術の手術器具のより詳細な図である。器具２６０は、この態様では、被駆動インタフェースアセンブリ１１６１、伝動ユニット１１６５、メインチューブ１１６７、平行運動機構１１６８、リストジョイント１１６９、およびエンドエフェクタ１１７０を含む。リストジョイント１１６９は、例えば、米国特許出願公開第２００３／００３６７４８号（“Surgical
Tool Having Positively Positionable Tendon-Activated Multi-Disk Wrist Joint”を開示）に記載され、これは参照により本明細書に組み込まれる。平行運動機構１１６８は、例えば、米国特許第７，９４２，８６８号（２００７年６月１３日に出願され、“Surgical
Instrument With Parallel Motion Mechanism”を開示）に記載されている。

図１１Ｂに示されるように、被駆動インタフェースアセンブリ１１６１は、複数の被駆動ディスク１１６４Ｐを含む。複数の被駆動ディスク１１６４Ｐは被動インタフェース要素の一例である。被駆動ディスク１１６４は、複数の被駆動ディスク１１６４Ｐの各被駆動ディスクを表す。被駆動ディスク１１６４は、伝動ユニット１１６５のシャフトに取り付けられている。また、各被駆動ディスク１１６４は、被駆動インタフェースアセンブリ１１６１のボディ内のレセプタクルに取り付けられている。

伝動ユニット１１６５の機械的構成要素（例えば、ギア、レバー、ジンバル、ケーブルなど）は、平行運動機構１１６８、リストジョイント１１６９、およびエンドエフェクタ１１７０の運動を制御するために、複数の被駆動ディスク１１６４Ｐからのトルクを、メインチューブ１１６７を通って延びるケーブル、ワイヤ、および／またはケーブル、ワイヤ、およびハイポチューブの組み合わせに伝える。メインチューブ１１６７は、実質的に剛性であるが、伝動ユニット１１６５とエントリガイド２７０との間でわずかに曲げることができる。この曲げは、エントリガイド２７０内の器具ボディチューブの穴が、他の方法で許容される伝動ユニットの大きさよりも互いに接近して離間されることを可能にする。器具２６０がエントリガイド２７０から引き抜かれるときにメインチューブ１１６７がその真っ直ぐな形状をとるように、曲げは弾性である（メインチューブは永久的な曲げで形成されてもよく、それは器具ボディの回転を妨げるであろう）。

被駆動インタフェースアセンブリ１１６１は、両側に一対の取り付けウイング（１１６２Ａ１、１１６２Ｂ１）および（１１６２Ａ２、１１６２Ｂ２）を有する。また、伝動ユニット１１６５の両側には解放ボタン１１６３Ａ、１１６３Ｂがある。取り付けウイング１１６２Ｂ２および解放ボタン１１６３Ｂを図１０に示す。

器具２６０を滅菌アダプタフレーム９５１に取り付けるために、最初に、取り付けウイング１１６２Ａ１、１１６２Ａ２が滅菌アダプタフレーム９５１の開口端部９５１ＲＥでスキッドプレート９６３、９６４（図９Ｅ、９Ｆ、および１２乃至１４）上に配置される。図１２乃至１４は、滅菌アダプタフレーム９５１およびビーム９５６の外側面を取り除いた断面図である。

取り付けウイング１１６２Ａ１は、ビーム９５６の内側壁から延びるスキッドプレート９６４上に載置されている。器具２６０がスキッドプレート９６４上をスキッドプレート９６４の反対側の端部にあるパーキングスロット９６６に向かって滑動すると（図１２）、第１の取り付けウイング１１６２Ａ１、１１６２Ａ２の上面は、可動ボディ９５１Ｃのリップ１２５１Ａの底部エッジと接触し、これは可動ボディ９５１Ｃを近位方向に移動させる（図１２および図１３）。可動ボディ９５１Ｃの近位の動きは、器具マニピュレータアセンブリ１０４０のプランジャ１２４６を近位方向に押し下げ、それにより、器具２６０が滅菌アダプタアセンブリ２５０に装填されているという信号をコントローラ２９０に生成する。

取り付けウイング１１６２Ａ１がパーキングスロット９６６（図１４）に達すると、第１の取り付けウイング１１６２Ａ１、１１６２Ａ２の上面は、もはや可動ボディ９５１Ｃのリップ１２５１Ａの底部エッジと接触しない。その結果、可動ボディ９５１Ｃへのプリロード力は、ボディ９５１Ｃを遠位方向（図１３）に移動させ、第１の取り付けウイング１１６２Ａ１を所定の位置にロックする。第１の取り付けウイング１１６２Ａ１が滅菌アダプタフレーム９５１の端部に達すると、第２の取り付けウイング１１６２Ｂ１は、滅菌アダプタフレーム９５１の開口端部近くのスキッドプレート９６４の平らな部分に載る（図１４）。

滅菌アダプタフレーム９５１の各中間ディスク９５３は、器具マニピュレータアセンブリの複数の駆動出力ディスクへのプリロード力によって遠位方向に軸方向に押されている。したがって、器具２６０が滅菌アダプタフレーム９５１に取り付けられると、複数の中間ディスク９５３Ｐが第１のプリロード力を可動ボディ９５１Ｃに伝え、それによってプリロード力が取り付けウイング１１６２Ａ１に加えられる。このプリロード力は、器具２６０を滅菌アダプタフレーム９５１内に容易に滑り込ませることができ、かつ小さなプリロード力がすべてのディスクに維持されるように選択される。

器具２６０が滅菌アダプタアセンブリ２５０に取り付けられるとき、器具マニピュレータアセンブリ１０４０は器具２６０の存在を検出し、器具２６０の存在を示す信号をコントローラ２９０に送信する。信号に応答して、システム２００のコントローラ２９０は、器具マニピュレータアセンブリ１０４０の複数の駆動出力ディスクの各駆動出力ディスクを回転させるために、器具マニピュレータアセンブリ１０４０に信号を送る。

米国特許出願公開第２０１６／０１８４０３７号により完全に説明されているように、駆動出力ユニット９４２の各駆動出力アセンブリ９４３はバネ荷重され、滅菌アダプタアセンブリ２５０が器具マニピュレータアセンブリ１０４０に取り付けられた後に各駆動出力ディスクにプリロード力が加えられるように自動的に位置決めされる。プリロード力は、駆動出力ディスクと、滅菌アダプタフレーム９５１の中間ディスク９５３の対応する中間被駆動インタフェースとを押す。

しかし、器具２６０が最初に滅菌アダプタアセンブリ２５０に取り付けられるとき、中間ディスク９５３の中間駆動インタフェースの要素は、被駆動ディスク１１６４上の被駆動インタフェース１１８０の対応する要素と位置合わせされていないことがある。２つのディスク９５３と１１６４の要素が位置合わせされていない場合、２つのディスクは部分的に結合されているが、２つのディスクは互いに噛み合っていない。したがって、駆動ディスク、中間ディスクおよび被駆動ディスクを含むディスクスタックは部分的に結合される。ディスクを噛み合わせるために、器具係合シーケンス動作８３６が実行される。

一態様では、滅菌アダプタフレーム９５１、可動ボディ９５１Ｃ、および複数の中間ディスク６５３Ｐのそれぞれは、射出成形によって作製される。滅菌アダプタフレーム９５１、可動ボディ９５１Ｃ、および複数の中間ディスク９５３Ｐに適した材料には、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳＵ）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）などが含まれる。

滅菌アダプタアセンブリ２５０のビーム９５５および９５６は、滅菌アダプタアセンブリ２５０の取り付け器具２６０によって作動される機械的器具取り外しロックアウトに含まれる。具体的には、ビーム９５５および９５６の近位端部が解放ボタン９６１および９６２を押すことによって内側に移動できない場合、滅菌アダプタアセンブリ２５０のフックは、器具マニピュレータアセンブリ１０４０のフックレシーバから係合解除されることができない。器具２６０が滅菌アダプタアセンブリ２５０に取り付けられるとき、器具のボディはビーム９５５および９５６の内方への移動を防止し、したがって、器具２６０は、ビーム９５５および９５６である機械的器具ロックアウトを作動させると言われる。

より具体的には、図１５に示すように、ビーム９５５と９５６との間の距離１５０１は、器具２６０のボディのサイズに基づいて選択される。器具１５０が滅菌アダプタアセンブリ２５０に取り付けられるとき、ビーム９５５および９５６の近位端部のいかなる動きも、器具マニピュレータアセンブリ１０４０のフックレシーバから滅菌アダプタアセンブリ２５０のフックを係合解除するのに十分ではないように、距離１５０１が選択される。したがって、滅菌アダプタアセンブリ２５０の偶発的な解放を防ぐために、器具２６０のボディは、ビーム９５５および９４６の移動を物理的に阻止し、それによって器具２６０が存在するときに滅菌アダプタアセンブリ２５０の取り外しを防止する。このロックアウトは、存在する可能性のあるプリロード力とは無関係である。

図１６は、挿入アセンブリ３３１の一態様のより詳細な図である。挿入アセンブリ３３１は、フレーム１６１０、中間キャリッジ１６２０、および遠位キャリッジ１６３０を含む。中間キャリッジ１６２０は、フレーム１６１０のボールねじ１６１１に乗る。一態様では、ボールねじ１６１１は６ｍｍピッチを有し、したがって中間キャリッジ１６２０はバックドライブ可能（back drivable）である。中間キャリッジ１６２０は、遠位キャリッジ１６３０を駆動する金属ベルト１６２１を含む。遠位キャリッジ１６３０は、器具マニピュレータアセンブリ２４０の器具マニピュレータアセンブリハウジングに取り付けられる。一態様では、遠位キャリッジ１６３０は、中間キャリッジ１６２０の２倍遠くに動く。

図１７Ａおよび１７Ｂは、プリロードアセンブリ１０８０およびプリロードアセンブリ１０８０の動作を示す。プリロードアセンブリ４８０および９８０の構成および動作は、一態様では、図１７Ａおよび１７Ｂに示すものと同じである。説明を簡単にするために、器具２６０、滅菌アダプタアセンブリ２５０、器具マニピュレータアセンブリ１０４０のハウジング、および挿入アセンブリ３３１は、図１７Ａおよび１７Ｂには示されていない。プリロードアセンブリ１０８０が図１７Ａに示される構成にあるとき、器具２６０の遠位端部は、例えば、エントリガイド２７０のチャネルへの入口に位置する。同様に、図１８Ａ乃至１８Ｅおよび１９Ａ乃至１９Ｃでは、プリロードアセンブリを理解するのに必要な要素のみが示されている。図１７Ａ、１７Ｂ、１８Ａ乃至１８Ｅ、および１９Ａ乃至１９Ｃに関連する実際の構成は、図９Ａ乃至９Ｅ、１０Ａ乃至１０Ｃ、１１Ａおよび１１Ｂに関して図示および説明したすべての要素を含む。

プリロードアセンブリ１０８０の動作を検討する前に、プリロードアセンブリ１０８０内の要素を説明する。米国特許出願公開第２０１６／０１８４０３６号に記載されているプリロードアセンブリとは異なり、プリロードアセンブリ９８０によって供給されるプリロードは、コントローラ２９０によって自動的に解放されることができるとともにユーザによって手動で解放されることができる。米国特許出願公開第２０１６／０１８４０３６号に記載されているプリロードアセンブリによって供給されるプリロードは、ユーザによって手動でのみ解放され得る。

図１７Ａ、１７Ｂ、１８Ａ乃至１８Ｅ、および１９Ａ乃至１９Ｃでは、プリロードトラック１７２５が中間キャリッジ１６２０に取り付けられている。谷部がプリロードトラック１７２５の近位端部に配置されている。プリロードトラック１７２５の傾斜路１７２５Ｒが谷部をプリロードトラック１７２５の平らな部分に接続する。プリロード係合リッジ１７２６は、プリロードトラック１７２５から傾斜路１７２５Ｒより遠位に延びている。プリロードトラック１７２５としての使用に適したプリロードトラックの説明は、米国特許出願公開第２０１６／０１８４０３６号に提示されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

ホイール１７８３Ｗがカムフォロアアセンブリ１７８３の第１の端部に回転可能に取り付けられている。ホイール１７８３Ｗはプリロードトラック１７２５上に乗る（図１７Ａ、１７Ｂ、１８Ａ乃至１８Ｅ、および１９Ａ乃至１９Ｃのいくつかにおいて、ホイール１７８３Ｗはプリロードトラック１７２５から変位しているように見える。図１７Ａ、１７Ｂ、１８Ａ乃至１８Ｅ、および１９Ａ乃至１９Ｃに示されるすべての例において、ホイール１７８３Ｗは、プリロードトラック１７２５と接触してその上に乗る。）。

カムフォロアアセンブリ１７８３は、第１のピボットピンであるピボットピン１７８４の周りを旋回する。カムフォロアアセンブリ１７８３は、プリロードアセンブリ１０８０のアーム１７８２の第１の端部に回転可能に接続されている。アーム１７８２の第１の端部、例えば遠位端部は、モータパックブラケット１７８１に接続されている。カムフォロアアセンブリ１７８３としての使用に適したカムフォロアアセンブリの説明は、米国特許出願公開第２０１６／０１８４０３６号に提示されている。

モータパックブラケット１７８１は、モータパック１７４６に固定されている。したがって、アーム１７８２は、モータパック１７４６に結合されている。上記のように、器具マニピュレータアセンブリハウジングは、遠位キャリッジ１６３０に固定されている。モータパック１７４６の一例が米国特許出願公開第２０１６／０１８４０３６号に提示されている。

プリロード係合アーム１７８６の第２端部、近位端部が、ピボットピン１７８４に回転可能に結合されている。ピボットピン１７８４は、器具マニピュレータアセンブリ１０４０のハウジングにスライド可能に結合されている。

ローリングピン１７８６Ｐが、プリロード係合アーム１７８６の第１の端部、遠位端部に取り付けられている。プリロード係合アーム１７８６の第１の端部におけるローリングピン１７８６Ｐに近接して、表面１７８６Ｓとも呼ばれるプリロード係合面１７８６Ｓがある。この態様では、プリロード係合面１７８６Ｓは、プリロードトラック１７２５の平坦部分に対して垂直である。プリロード係合アーム１７８６は、リニアレール１７８７に結合されている。プリロード係合アーム１７８６およびリニアレール１７８７としての使用に適したプリロード係合アームおよびリニアレールの説明は、米国特許出願公開第２０１６／０１８４０３６号に提示されている。

この態様では、アーム１７８５とも呼ばれるプリロード係合／係合解除アーム１７８５は、クロスバーおよび脚部を有するＴ字形構造である。Ｔ字形構造の脚部が水平になるように、またはより一般的にはクロスバーに対して垂直になるように、Ｔ字形構造は垂直に対して時計回りに９０度回転される。Ｔ字形構造の使用は任意選択である。下記の動作を実行することができる任意の形状のプリロード係合／係合解除アーム１７８５を使用することができる。

プリロード係合／係合解除アーム１７８５のクロスバーはてこ（lever）として機能し、したがってプリロード係合／係合解除アーム１７８５のてこまたはてこ部分と呼ばれる。プリロード係合／係合解除アーム１７８５のクロスバーの第２の端部、近位端部、のフックは、プリロードが有効になるときアーム１７８５の第２の端部でローリングピン１７８６Ｐと係合し、プリロードが無効になるときローリングピン１７８６Ｐと係合解除する。緊急器具解放ボタン１０８２は、プリロード係合／係合解除アーム１７８５のクロスバーの第１の端部、遠位端部、に連結される、例えばこれと接触する。緊急器具解放ボタン１０８２は緊急器具解放ボタン４８２および緊急器具解放ボタン９８２の一例である。

プリロード係合／係合解除アーム１７８５のクロスバーの第１端部と第２端部との間に、プリロード係合／係合解除アーム１７８５は、プリロード係合／係合解除アームのてこ作用の支点として機能する別のピボットピン１７８８、第２ピボットピンに回転可能に取り付けられている。Ｔ字形構造の脚部はアーム１７８５のてこ部分から延びているので、ピボットピン１７８８はＴ字形構造の脚部に対して中心にある。したがって、プリロード係合／係合解除アーム１７８５の脚部は第１の端部および第２の端部を有し、第１の端部はプリロード係合／係合解除アーム１７８５のクロスバーに接続されている。

ピボットピン１７８８と同心のトーションスプリング１７８９（図１７Ｃ）は、プリロード係合／係合解除アーム１７８５に反時計回りのトルク（図１７Ａ、１７Ｂ、１８Ａ乃至１８Ｅ、および１９Ａ乃至１９Ｃに対して反時計回り）を及ぼす。トーションスプリング１７８９は、プリロード係合／係合解除アーム１７８５に力を与え、それは、プリロード係合／係合解除アーム１７８５のフックをピボットピン１７８４およびピボットピン１７８８を通って延びる軸から離れるように動かす。ピボットピン１７８４およびピボットピン１７８８を通って延びる軸は、ピボットピン１７８４の長手方向軸およびピボットピン１７８８の長手方向軸に対して垂直である。トーションスプリング１７８９は、プリロード係合／係合解除アーム１７８５をプリロード解放方向に回転させ、これはプリロード係合／係合解除アーム１７８５を図１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１９Ｂ、および１９Ｃに示される解放位置に維持するのに必要である。

一態様では、緊急器具解放ボタン１０８２に関して、支点が力（effort）（緊急器具解放ボタン１０８２によって供給される力）と荷重（load）（フックとローリングピン１７８６Ｐの間の結合）との間であるので、プリロード係合／係合解除アーム１７８５のてこ部分はクラス１てこ（Class 1 lever）である。この例では、プリロード係合／係合解除アーム１７８５はクラス１てことして実施されているが、これは例示にすぎず、限定することを意図するものではない。他の態様では、クラス２てこまたはクラス３てこを使用することができる。クラス２てこの場合、荷重は支点と力との間にあり、クラス３てこの場合、力は支点と荷重との間にある。

プリロード係合／係合解除アーム１７８５の脚部の第２の端部はリンク１７２３の第２の端部に接続されている。リンク１７２３の第１の端部は電気アクチュエータに接続され、これはこの例ではプランジャ１７２１を有するソレノイド１７２０として実現される。この態様では、リンク１７２３の第１の端部はプランジャ１７２１に接続されている。電気アクチュエータはコントローラ２９０に接続されている。コントローラ２９０からの指令に応答して、電気アクチュエータは有効および無効にされる。

緊急器具解放ボタン１０８２、プリロード係合／係合解除アーム１７８５、プリロード係合アーム１７８６、トーションスプリング１７８９、電気アクチュエータおよびリンク１７２３は、プリロードアセンブリ１０８０のプリロード係合／係合解除機構を形成する。したがって、プリロード係合／係合解除機構およびプリロードアセンブリ１０８０の両方は、コントローラに結合された機械的構造である。

プリロード係合／係合解除アーム１７８５は、第２ピボットピン１７８８に回転可能に結合されている。プリロード係合／係合解除アーム１７８５は、プリロード係合アーム１７８６のローリングピン１７８６Ｐに結合及び分離可能である。トーションスプリング１７８９は、第２ピボットピン１７８８に取り付けられ、プリロード係合／係合解除アーム１７８５に結合されている。トーションスプリング１７８９は、プリロード係合／係合解除アーム１７８５をローリングピン１７８６Ｐからの係合解除位置に保持するよう、プリロード係合／係合解除アーム１７８５にトルクを与えるように構成されている。図１８Ａおよび１８Ｂを参照されたい。

最初に、図１７Ａに示されるように、プリロードアセンブリ１０８０のカムフォロアアセンブリ１７８３は、中間キャリッジ１６２０上のプリロードトラック１７２５の谷部に位置する、例えば、プリロードトラック１７２５の第１の位置－ホーム位置－に位置する。第１の位置では、モータパック１７４６の各駆動出力アセンブリ内の軽プリロードスプリングが圧縮されており、第１のプリロード力がディスクスタックの各ディスクに加えられる（図４Ｅ参照）。手術装置アセンブリ３００が、挿入アセンブリ３３１によって第１の位置から第２の位置まで距離Ｚｌｏａｄだけ遠位に動かされると、器具マニピュレータアセンブリハウジングは距離Ｚｌｏａｄだけ動かされる。

カムフォロアアセンブリ１７８３が回転可能に取り付けられているピボットピン１７８４は、器具マニピュレータアセンブリ１０４０の器具マニピュレータアセンブリハウジングに結合されている。したがって、挿入アセンブリ３３１が器具マニピュレータアセンブリハウジングを遠位に距離Ｚｌｏａｄだけ動かすと、ピボットピン１７８４は、カムフォロアアセンブリ１７８３を同じ距離Ｚｌｏａｄだけ動かす。一態様では、距離Ｚｌｏａｄは３．８５インチ（９．８０ｃｍ）である。

上述のように、ホイール１７８３Ｗはカムフォロアアセンブリ１７８３の第１の端部に回転可能に取り付けられ、ホイール１７８３Ｗはプリロードトラック１７２５上に乗る。したがって、カムフォロアアセンブリ１７８３が遠位に移動すると、ホイール１７８３Ｗはプリロードトラック１７２５の輪郭に追従する。しかし、プリロードトラック１７２５とピボットピン１７８４との間の距離は、カムフォロアアセンブリ１７８３が遠位に動くにつれて減少する。その結果、カムフォロアアセンブリ１７８３がプリロードトラック１７２５内の傾斜路１７２５Ｒに乗り上げると、カムフォロアアセンブリ１７８３は図１７Ａに示す第１の位置から図１７Ｂに示す第２の位置まで回転し、モータパック１７４６を器具マニピュレータアセンブリハウジングによって移動した距離より大きい距離だけ移動させる。したがって、カムフォロアアセンブリ１７８３の回転は、器具マニピュレータアセンブリハウジングに対して遠位方向に所定距離Δだけモータパック１７４６を変位させる。

カムフォロアアセンブリ１７８３がプリロードトラック１７２５に沿って移動するときに、カムフォロアアセンブリ１７８３によって２つの動作が行われる。カムフォロアアセンブリ１７８３が傾斜路１７２５Ｒを上に移動して回転すると、カムフォロアアセンブリ１７８３の回転はモータパックを遠位方向に距離Ｚｌｏａｄより大きい距離だけ押す、例えばモータパック１７４６は距離（Ｚｌｏａｄ＋Δ）を移動する。加えて、カムフォロアアセンブリ１７８３が傾斜路１７２５Ｒを上に移動すると、カムフォロアアセンブリ１７８３は力をモータパック１７４６に伝達し、これは、各駆動出力アセンブリ内の軽プリロードスプリングおよび高プリロードスプリングの両方を圧縮するので、第２のプリロード力－高プリロード力－が器具マニピュレータアセンブリ１０４０の各駆動出力ディスクに、高いプリロード力がアサートされる（asserted）。もちろん、そうでなければスプリングは圧縮されないので、器具が装着されているときにのみ当てはまる。

図１８Ａ乃至１８Ｅは、プリロードアセンブリ１０８０によるプリロードの自動設定において実行される動作の一実装形態の図である。プリロードアセンブリ４８０および９８０の動作は、一態様では、図１８Ａ乃至１８Ｅに示すものと同じである。

滅菌アダプタアセンブリ２５０が、滅菌アダプタ装着動作８１７で器具マニピュレータアセンブリ１０４０に取り付けられるとき、器具マニピュレータアセンブリ１０４０は、滅菌アダプタアセンブリ２５０の存在を示す信号をコントローラ２９０に送信する。

ユーザがクラッチボタン１０４４を押して器具マニピュレータアセンブリ１０４０を近位に動かすとき、器具マニピュレータアセンブリハウジングは、プリロードトラック１７２５上のプリロード係合リッジ（preload engagement ridge）１７２６の２倍の速さで近位に動く。これは、器具マニピュレータアセンブリ１０４０が取り付けられている遠位キャリッジ１６３０が、プリロードトラック１７２５が取り付けられている中間キャリッジ１６２０の２倍遠くに動くためである。この態様では、プリロード係合リッジ１７２６は、プリロードトラック１７２５の遠位部分から延びる。

最初に、器具マニピュレータアセンブリ１０４０がホーム位置にあるとき、プリロードトラック１７２５上のプリロード係合リッジ１７２６とプリロード係合アーム１７８６のプリロード係合面１７８６Ｓとの間にギャップ１８０１がある。コントローラ２９０は、挿入アセンブリに器具マニピュレータアセンブリをホーム位置から近位方向に動かすように命令する。器具マニピュレータアセンブリハウジングが近位に動くと、プリロード係合リッジ１７２６はプリロード係合アーム１７８６の半分の速度で近位に動き、器具マニピュレータアセンブリハウジングおよび挿入アセンブリ３３１は短くなる。したがって、中間キャリッジ１６２０および遠位キャリッジ１６３０は、互いに相対的に接近して移動してプリロードトラック１７２５上のプリロード係合リッジ１７２６とプリロード係合アーム１７８６のプリロード係合面１７８６Ｓとの間のギャップ１８０１を閉じる。

ギャップ１８０１が閉じると（図１８Ｂ）、プリロード係合アーム１７８６の表面１７８６Ｓは、プリロードトラック１７２５上のプリロード係合リッジ１７２６と係合する。プリロード係合アーム１７８６の近位の動きは、プリロードトラック１７２５と共に近位に動くように拘束されるが、器具マニピュレータアセンブリ１０４０は、遠位キャリッジ１６３０と共に近位に移動し続け、リニアレール１７８７が器具マニピュレータハウジング内のレールに対してスライドする。器具マニピュレータハウジングが近位方向に移動し続け、これはモータパックリターンスプリングを延ばすので、アーム１７８２はモータパック１７４６を所定の位置に保持する。

器具マニピュレータアセンブリ１０４０がホーム位置に近い所定の距離、例えば２ｍｍであるとき、プリロード係合／係合解除アーム１７８５に含まれるてこの第２の端部のフックは、プリロード係合アーム１７８６の第１の端部のローリングピン１７８６Ｐに近い（図１８Ｃ）。しかし、ピボットピン１７８８の周りのトーションスプリング１７８９は、プリロード係合／係合解除アーム１７８５が時計方向に回転してローリングピン１７８６Ｐに係合するのを防止する。

器具マニピュレータアセンブリが完全に引き込まれた位置（第３の位置）に達すると、コントローラ２９０はソレノイド１７２０を発射させ、それはプランジャ１７２１を近位方向に動かす。プランジャ１７２１の近位方向への動きは、リンク１７２３を近位方向に動かし、これは、プリロード係合／係合解除アーム１７８５のフックがローリングピン１７８６Ｐに係合するまで、プリロード係合／係合解除アーム１７８５のフックを時計方向に回転させる（図１８Ｄ）。

プリロード係合／係合解除アーム１７８５のフックのローリングピン１７８６Ｐへの係合後、コントローラ２９０は、器具マニピュレータアセンブリ１０４０をホーム位置まで遠位方向に移動させるので、プリロードトラック１７２５上のプリロード係合リッジ１７２６とプリロード係合アーム１７８６のプリロード係合面１７８６Ｓとの間にはギャップがある（図１８Ｅ）。この位置では、器具マニピュレータアセンブリのモータパックリターンスプリングが、モータパック１７４６を遠位方向に引っ張る。モータパックリターンスプリングによって供給される力は、プリロード係合／係合解除アーム１７８５のフックをローリングピン１７８６Ｐと係合させ続けるのに十分である。これはフックを張力下に置くので、トーションスプリング１７８９はプリロード係合／係合解除アーム１７８５を反時計方向に回転させることができない。その結果、コントローラ２９０は、ソレノイド１７２０への発射指令を解除する。図１８Ａ乃至１８Ｅに示されるように、器具マニピュレータアセンブリ１０４０は、コントローラ２９０の制御下でモータパック１７４６に第１のプリロードを設定するように自動的に構成される。

図１９Ａ乃至１９Ｃは、一態様において、プリロードアセンブリ１０８０によるプリロードの自動解放において実行される動作の一実装形態の図である。プリロードアセンブリ４８０および９８０の動作は、図１９Ａ乃至１９Ｃに示すものと同じである。

器具マニピュレータアセンブリ１０４０およびプリロードアセンブリ１０８０が近位に動かされると、カムフォロアアセンブリ１７８３（図１７Ｂ）が近位に動き、ホイール１７８３Ｗはプリロードトラック１７２５の輪郭を追従する。しかし、カムフォロアアセンブリ１７８３が近位方向に移動すると、プリロードトラック１７２５とピボットピン１７８４との間の距離は増大する。その結果、カムフォロアアセンブリ１７８３がプリロードトラック１７２５の傾斜路１７２５Ｒを降りると、カムフォロアアセンブリ１７８３は図１７Ｂに示す第２の位置から図１７Ａに示す位置まで回転する。これは、図１９Ａに示すように、プリロードアセンブリ１０８０がホーム位置にあるとき、第１のプリロード力のみが作用するように、第２のプリロードを解放する。これはまた、ハードストップが引き込められるときに可動マニピュレータ－器具インタフェースプレートが近位方向に移動され得るので、器具２６０が取り外され得るように、滅菌アダプタアセンブリ２５０からハードストップを引き込める。

図１９Ａに関して、コントローラ２９０は、器具マニピュレータアセンブリ１０４０を近位に動かすモータを作動させる。器具マニピュレータアセンブリハウジングは、プリロードトラック１７２５のプリロード係合リッジ１７２６の２倍の速さで近位方向に動く。これは、器具マニピュレータアセンブリ１０４０が取り付けられる遠位キャリッジ１６３０が、プリロードトラック１７２５が取り付けられる中間キャリッジ１６２０の２倍遠くに動くためである。

最初に、プリロードトラック１７２５のプリロード係合リッジ１７２６とプリロード係合アーム１７８６のプリロード係合面１７８６Ｓとの間にギャップがある（図１９Ａ）。器具マニピュレータアセンブリハウジングが近位に動くと、プリロード係合リッジ１７２６はプリロード係合アーム１７８６の半分の速度で近位に動き、器具マニピュレータアセンブリハウジングおよび挿入アセンブリ３３１は短くなる。したがって、中間キャリッジ１６２０および遠位キャリッジ１６３０は、互いに相対的により接近して移動して、プリロードトラック１７２５のプリロード係合リッジ１７２６とプリロード係合アーム１７８６のプリロード係合面１７８６Ｓとの間のギャップを閉じる。

ギャップが閉じると（図１９Ｂ）、プリロード係合アーム１７８６の表面１７８６Ｓは、プリロードトラック１７２５のプリロード係合リッジ１７２６と係合する。プリロード係合アーム１７８６の近位の動きは、プリロードトラック１７２５と共に近位に動くように拘束されるが、器具マニピュレータアセンブリ１０４０は、遠位キャリッジ１６３０と共に近位に移動し続け、リニアレール１７８７が器具マニピュレータハウジングのレールに対してスライドする。

器具マニピュレータアセンブリ１０４０がホーム位置に近い所定の距離、例えば２ｍｍであるとき、プリロード係合／係合解除アーム１７８５に含まれるてこの第２の端部のフックは、プリロード係合アーム１７８６の第１の端部のローリングピン１７８６Ｐに近い（図１８Ｃ）。ソレノイド１７２０は作動していないので、ピボットピン１７８８周りのトーションスプリング１７８９は、フックをローリングピン１７８６Ｐから係合解除するように、プリロード係合／係合解除アーム１７８５を反時計回りに回転させる。

プリロード係合／係合解除アーム１７８５のフックのローリングピン１７８６Ｐへの係合解除後、コントローラ２９０は器具マニピュレータアセンブリ１０４０を遠位にホーム位置に移動させる。プリロード係合／係合解除アーム１７８５のフックがプリロード係合アーム１７８６から係合解除されているので、モータパック１７４６に遠位方向への力はない。モータパックは器具マニピュレータハウジングに対して遠位方向に変位せず、したがって、器具マニピュレータアセンブリ１０４０が遠位に動かされるときにプリロード力はない。このようにして、図１９Ａ乃至１９Ｃに示すように、器具マニピュレータアセンブリ１０４０は、コントローラ２９０の制御下で、モータパック１７４６への第１のプリロードをリセットし、器具マニピュレータアセンブリ１０４０が完全引込み位置から遠位にホームを超えて移動するときのプリロード力の印加を防ぐように、自動的に構成される。

挿入アセンブリ３３１が伸長位置で引っかかる（jams）場合、器具２６０を取り外すことができるように高いプリロード力が解放されなければならない。器具２６０を取り外すために、ユーザは緊急器具解放ボタン１０８２（図１０Ａ）を押す。ユーザによって提供された力に応答して、緊急器具解放ボタン１０８２は、プリロード係合／係合解除アーム１７８５の第１の端部に力を加える。プリロード係合／係合解除アーム１７８５の第１の端部への力は、プリロード係合／係合解除アーム１７８５をピボットピン１７８８の周りに回転させ、プリロード係合／係合解除アーム１７８５の第２の端部のフックを、プリロード係合アーム１７８６の第２の端部に取り付けられているローリングピン１７８６Ｐから係合解除させる。

モータパックリターンスプリングが、器具マニピュレータアセンブリハウジングとモータパック１７４６との間に取り付けられており、高プリロード力が加えられたときに引き伸ばされることを思い出されたい。その結果、プリロード係合／係合解除アーム１７８５がプリロード係合アーム１７８６から係合解除されると、モータパックリターンスプリングはモータパック１７４６を完全に引き込まれた位置に後退させる。

完全に引き込まれた位置では、プリロード力がないので、駆動出力ディスクは中間ディスクから係合解除される。加えて、器具滅菌アダプタアセンブリ２５０および器具２６０の両方を取り外すことができるように、複数のハードストップが引き込まれる。器具２６０の遠位端部がまっすぐでない場合、人が器具を引き抜くとき、プリロード力がなく且つ駆動出力ディスクが係合していないディスクスタックはバックドライブ可能であるため、カニューレは器具２６０の遠位端部を強制的にまっすぐにする。

図２０Ａは、挿入アセンブリ２０３１（挿入機構２０３１とも呼ばれる）に固定された器具マニピュレータアセンブリ２０４０を示す。器具マニピュレータアセンブリ２０４０は、器具マニピュレータアセンブリ２４０、４４０、および１０４０のそれぞれの別の例である。挿入アセンブリ２０３１は、挿入アセンブリ３３１の例である。器具マニピュレータアセンブリ２０４０の位置は、挿入アセンブリ２０３１によって決定され、ホーム位置から完全に伸長した位置まで変化する。完全に伸長した位置では、挿入アセンブリ２０３１は完全に伸長している。

ハウジング２０４８とも呼ばれる器具マニピュレータアセンブリハウジング２０４８は、挿入アセンブリ２０３１の遠位端部に固定して取り付けられているので、器具マニピュレータアセンブリハウジング２０４８は、挿入アセンブリ２０３１の移動と共にホーム位置から完全に伸張した位置まで移動する。

器具マニピュレータアセンブリハウジング２０４８内のモータパック２０４６はレール２０３９上を移動することができる。モータパック２０４６は器具マニピュレータアセンブリハウジング２０４８に対して遠位方向および近位方向に移動することができる。モータパック２０４６は、リターンスプリング２０４７とも呼ばれるモータパックリターンスプリング２０４７によって器具マニピュレータアセンブリハウジング２０４８に結合される。モータパック２０４６に含まれる要素は、一態様では、モータパック４４６に関して上述した要素と同じである。モータパックリターンスプリング２０４７は、モータパックリターンスプリング４４７と同等である。

プリロードアセンブリ２０８０は器具マニピュレータアセンブリハウジング２０４８に取り付けられているので、ハウジング２０４８と共に動く。プリロードアセンブリ２０８０はアーム２０８８によってモータパック２０４６に接続されている。プリロードアセンブリ２０８０は緊急器具解放ボタン２０８２を含む。

プリロードアセンブリ４８０によって挿入アセンブリ４３１に移動可能に結合されるモータパック４４６とは異なり、モータパック２０４６は、プリロードアセンブリ２０８０によって挿入アセンブリ２０３１に可動に結合されない。しかし、プリロードアセンブリ２０８０は、ホーム位置に対する器具マニピュレータアセンブリ２０４０の位置に関係なく、ハウジング２０４８に対してモータパック２０４６を動かす能力を有する。したがって、器具マニピュレータアセンブリがホーム位置から移動するにつれて、プリロードアセンブリがトラックに沿って移動し、第１のプリロードから第２のプリロードまでプリロードが増加された、図１８Ａ乃至１８Ｅおよび１９Ａ乃至１９Ｃの態様とは対照的に、ここでは、プリロードアセンブリ２０８０は、コントローラ２９０、例えばコントローラ２９０のモータコントローラの直接の制御下にあり、したがって、プリロードは、ホーム位置に対する器具マニピュレータアセンブリ２０４０の位置に関係なく且つ器具マニピュレータアセンブリ２０４０が挿入アセンブリ２０３１によって動かされているのか静止しているのかに関係なく、増減されることができる。

プリロード無しが望まれるとき、およびモータパック２０４６が器具マニピュレータアセンブリハウジング２０４８に対して遠位方向に変位しないとき、コントローラ２９０はいかなる動作もしない。（一態様では、図８に関して上述したように、器具マニピュレータアセンブリ２０４０の状態によって所望のプリロードが決定されることに留意されたい。）この場合、モータパック２０４６は、ホーム位置と完全に伸長した位置との間のどこに器具マニピュレータアセンブリが位置しているかに関係なく、器具マニピュレータハウジング２０４８に対してプリロード無し位置２０３２にある。

ホーム位置から完全に伸張した位置へのまたは完全引き込まれた位置からホーム位置への器具マニピュレータアセンブリ２０４０単独の移動は、プリロードを変化させない。コントローラ２９０が変化をもたらすために指令をプリロードアセンブリ２０８０に直接送る場合、または緊急器具解放ボタン２０８２が作動される場合にのみ、プリロードは変化する。モータパック２０４６がプリロード無し位置２０３２にあるとき、滅菌アダプタアセンブリが器具マニピュレータアセンブリ２０４０の遠位面に取り付けられている場合、滅菌アダプタアセンブリの中間ディスクにプリロード力はかからないであろう。

低プリロードが望まれる場合そしてモータパック２０４６が器具マニピュレータアセンブリハウジング２０４８に対して遠位方向に変位しない場合、すなわちモータパックがプリロード無し位置２０３２にある場合、コントローラ２９０はアーム２０８８を遠位に動かすようにプリロードアセンブリ２０８０に命令して、モータパック２０４６を低プリロード位置２０３３に動かす。モータパック２０４６が器具マニピュレータハウジング２０４８に対して遠位に移動すると、モータパックリターンスプリング２０４７が伸びる。

滅菌アダプタアセンブリが、低プリロード位置２０３３のモータパック２０４６と共に器具マニピュレータアセンブリ２０４０の遠位面に取り付けられている場合、滅菌アダプタアセンブリの中間ディスクに低プリロード力、例えば、第１のプリロード力があるであろう。図２０Ａおよび２０Ｂの例では、プリロード力はコントローラ２９０によって増大されたが、器具マニピュレータアセンブリ２０４０は挿入アセンブリ２０３１によって動かされなかった。代替的には、器具マニピュレータアセンブリが挿入アセンブリ２９０によって動かされるとき、プリロード力はコントローラ２９０によって増大されることができる。モータパック２０４６が低プリロード位置２０３３にあるときに緊急器具解放ボタン２０８２が作動される場合、プリロードアセンブリ２０８０のプリロード機構は係合解除され、モータパックリターンスプリング２０４７はモータパック２０４６を近位方向にプリロード無し位置２０３２に後退させる。

低プリロードが望まれる場合そしてモータパック２０４６が器具マニピュレータアセンブリハウジング２０４８に対して高プリロード位置２０３４にある場合、すなわち、モータパックが高プリロード位置２０３４にある場合、コントローラ２９０はプリロードアセンブリ２０８０にアーム２０８８を近位方向動かしてモータパック２０４６を低プリロード位置に動かすように指令する。モータパック２０４６が器具マニピュレータハウジング２０４８に対して近位に動かされると、モータパックリターンスプリング２０４７は収縮する。この場合も同様に、これは、挿入機構が器具マニピュレータアセンブリ２０４０を動かすことなしに又は挿入機構が器具マニピュレータアセンブリ２０４０を動かしながら行われることができる。なぜなら、プリロードアセンブリ２０８０によって供給されるプリロード力は、ホーム位置に対するプリロードアセンブリの位置とは無関係におよび挿入アセンブリ２０３１が器具マニピュレータアセンブリ２０４０を動かしているかどうかに無関係に変更されることができるからである。プリロードの変化は、器具マニピュレータアセンブリ２０４０の位置を変更するためのコントローラ２９０から挿入アセンブリ２０３１への指令には依存せず、これは図１９Ａ乃至１９Ｃに関して説明した実施形態とは異なる。

コントローラ２９０によるプリロードの制御は、器具マニピュレータアセンブリ２０４０が取り付けられている挿入アセンブリ２０３１の制御とは無関係である。これは、前述の態様とは異なり、器具マニピュレータアセンブリ２０４０の位置を変更するためのコントローラ２９０による挿入機構２０３１へのコマンドがプリロードを変更できないことを意味する。むしろ、コントローラ２９０は、プリロードを変更するようにプリロードアセンブリ２０８０に直接指令する。コントローラ２９０は、器具マニピュレータアセンブリ２０４０の位置に基づいてプリロードを変更するようにプリロードアセンブリ２０８０に指令することができることを認識されたい。したがって、プリロードアセンブリ２０８０への指令は、挿入アセンブリ２０３１への指令に結合され得るが、挿入アセンブリ２０３１への指令は、この態様では、２０３１はプリロードを変更することができないので、コントローラ２９０によるプリロードの制御は、器具マニピュレータアセンブリ２０４０が取り付けられている挿入アセンブリ２０３１の制御とは無関係であると言われる。

プリロード無しが望まれる場合そしてモータパック２０４６が器具マニピュレータアセンブリハウジング２０４８に対して低プリロード位置２０３３にある場合、すなわち、モータパック２０４６が低プリロード位置２０３３にある場合、コントローラ２９０はアーム２０８８を近位方向に動かしてモータパック２０４６をプリロード無し位置２０３２に動かすようにプリロードアセンブリ２０８０に指令する。モータパック２０４６が器具マニピュレータハウジング２０４８に対して近位に動かされると、モータパックリターンスプリング２０４７は収縮される。さらにこの場合も同様に、これは、挿入機構２０３１が器具マニピュレータアセンブリ２０４０を動かすことなしに又は挿入機構２０３１が器具マニピュレータアセンブリ２０４０を動かしながら行われることができる。なぜなら、プリロードアセンブリ２０８０によって供給されるプリロード力は、挿入アセンブリ２０３１に対するプリロードアセンブリ２０８０の位置とは無関係におよびホーム位置に対する器具マニピュレータアセンブリ２０４０の位置とは無関係にコントローラ２９０によって変えられることができるためである。もちろん、これは、挿入アセンブリ２０３１が器具マニピュレータアセンブリ２０４０を動かすときにも行われ得る。

高プリロードが望まれる場合、コントローラ２９０は、プリロードアセンブリ２０８０にアーム２０８８を遠位方向に動かしてモータパック２０４６を高プリロード位置２０３４に動かすように指令する。モータパック２０４６が器具マニピュレータハウジング２０４８に対して遠位に動かされるとき、モータパックリターンスプリング２０４７は伸長されている。

滅菌アダプタアセンブリが、高プリロード位置２０３４のモータパック２０４６とともに器具マニピュレータアセンブリ２０４０の遠位面に取り付けられる場合、滅菌アダプタアセンブリ中間ディスクに高プリロード力、例えば、第２のプリロード力がある。モータパック２０４６が高プリロード位置２０３４にあるときに緊急器具解放ボタン２０８２が作動されると、プリロードアセンブリ２０８０のプリロード機構は係合解除され、モータパックリターンスプリング２０４７はモータパック２０４６を近位方向にプリロード無し位置２０３２に引き込み、これは高プリロード力を取り除く。

モータパック２０４６が器具マニピュレータアセンブリハウジング２０４８に対して高プリロード位置２０３３である場合、コントローラ２９０は、プリロードアセンブリ２０８０に、モータパック２０４６を近位に低プリロード位置２０３３またはプリロード無し位置２０３２のいずれかに動かすように指令することができる。図２０Ａ、２０Ｂ、および２０Ｃの例では、プリロード力はコントローラ２９０によって増大されたが、挿入アセンブリ２０３１は器具マニピュレータアセンブリ２０４０を動かさなかった。挿入アセンブリ２０３１が器具マニピュレータアセンブリ２０４０を動かすとき、プリロード力はまた、これらの例のそれぞれにおいてコントローラ２９０によって変えられ得る。

図２１Ａ乃至２１Ｃに関して以下に説明する例および図４Ａ乃至４Ｇに示す例では、機械的器具取り外しロックアウト（滅菌アダプタアセンブリの可動ボディが近位に動くのを防止する）は、器具マニピュレータアセンブリのモータパックを動かすことによって作動される。図２１Ｄおよび２１Ｅに示す別の態様では、機械的器具取り外しロックアウトは、器具マニピュレータアセンブリ２０４０のどの部分の運動とも無関係である。この態様では、機械的器具取り外しロックアウトアセンブリ２０９０は、器具マニピュレータアセンブリ２０４０のハウジング２０４８に取り付けられている。機械的器具取り外しロックアウトアセンブリ２０９０は、アーム２０９１とも呼ばれるロックアウトアーム２０９１に接続され、このアームは近位端部に複数の停止部（stops）を含む。複数の停止部は任意選択であり、前述の滅菌アダプタアセンブリと相互作用する（interfacing）ための例として使用される。より一般的には、例えば、アーム２０９１の遠位面は、滅菌アダプタアセンブリの可動ボディの近位面と相互作用することができる。この態様では、緊急器具解放ボタン２０８２Ａがプリロードアセンブリ２０８０と機械的器具取り外しロックアウトアセンブリ２０９０との間で共有されている。一態様では、ロックアウトリターンスプリング２０４７Ａが、ロックアウトアーム２０９１の近位端部とハウジング２０４８との間に接続されている。

滅菌アダプタアセンブリ２０５０（図２０Ｄ）は、器具マニピュレータアセンブリ２０４０の遠位面に取り付けられる。滅菌アダプタアセンブリ２０５０は、可動ボディ２０５１Ｃとも呼ばれる可動マニピュレータ－器具インタフェースプレート２０５１Ｃを含み、これは滅菌アダプタアセンブリ２０５０のフレームに対して近位方向および遠位方向に動くことができる。滅菌アダプタアセンブリ２５０は、滅菌アダプタアセンブリ２０５０の一例であり、滅菌アダプタアセンブリ２０５０はさらに詳細には説明されない。

先に説明したように、器具が滅菌アダプタアセンブリ２０５０に取り付けられ、またはそこから取り外されると、可動ボディ２０５１Ｃは近位方向に移動する。器具の取り外しを防ぐために、可動ボディ２０５１Ｃを定位置にロックすることによって、可動ボディ２０５１Ｃが機械的器具取り外しロックアウトアセンブリ２０９０によって近位方向に動くのを防ぐ。

オプションの機械的器具取り外しロックアウトアセンブリ２０９０（図２０Ｄ）が、コントローラ２９０、例えば、コントローラ２９０のモータコントローラの直接制御下にある。機械的器具取り外しロックアウトは、ホーム位置に対するマニピュレータアセンブリ２０４０の位置に関係なく、器具マニピュレータアセンブリ２０４０が挿入アセンブリ２０３１によって動かされているか静止しているかに関係なく、およびハウジング２０４８に対するモータパック２０４６の位置に関係なく、作動または停止されることができる。アーム２０９１の運動は、器具マニピュレータアセンブリ２０４０の運動から独立し且つモータパック２０４６の運動から独立している。アーム２０９１は、コントローラ２９０が機械的器具取外しロックアウトアセンブリ２０９０にアーム２０９１を動かすように指令したとき、またはアーム２０９１が伸張位置にあり、かつ緊急器具解放ボタン２０８２Ａがユーザによって作動されたときにのみ動く。

この態様では、アーム２０９１は、図２０Ｄに示される近位位置および図２０Ｅに示される遠位位置を有する。近位位置、第２の位置では、アーム２０９１のどの部分も滅菌アダプタアセンブリ２０５０の可動ボディ２０５１Ｃと接触していない。機械的器具取り外しロックアウトアセンブリ２０９０がコントローラ２９０から係合ロックアウトコマンドを受け取ると、機械的器具取り外しロックアウトアセンブリ２０９０は、アーム２０９１を遠位位置（図２０Ｅ）に移動させ、これは、可動ボディ２０５１Ｃを滅菌アダプタアセンブリ２０５０の遠位位置にロックする。可動ボディ２０５１Ｃを遠位位置でロックされた状態では、滅菌アダプタアセンブリに装着された器具は取り外されることができない。

アーム２０９１が遠位位置に移動すると、リターンスプリング２０４７Ａが伸ばされる。緊急器具解放ボタン２０８２Ａが作動されると、アーム２０９１が機械的器具取り外しロックアウトアセンブリ２０９０から係合解除外され、リターンスプリング２０４７Ａがアーム２０９１をその近位位置に引っ張る（図２０Ｄ）。これにより、可動ボディ２０５１Ｃは、近位方向に移動されることができ、器具は取り外されることができる。

代替的には、コントローラ２９０は、係合解除ロックアウトコマンドを機械的器具取り外しロックアウトアセンブリ２０９０に送信することができる。機械的器具取り外しロックアウトアセンブリ２０９０がコントローラ２９０から係合解除ロックアウトコマンドを受信すると、機械的器具取り外しロックアウトアセンブリ２０９０はアーム２０９１を遠位位置２０Ｅから近位位置２０Ｄに動かし、これは、滅菌アダプタアセンブリ２０５０の可動ボディ２０５１Ｃをロック解除し、可動ボディ２０５１Ｃの移動を可能にする。

図２１Ａ乃至２１Ｃは、図２０Ａ乃至２０Ｃの器具マニピュレータアセンブリ２０４０およびプリロードアセンブリ２０８０の一態様の例である。図４Ａのものと同じ参照番号を持つ図２１Ａ乃至２１Ｃの器具マニピュレータアセンブリ２０４０内の要素は、図４Ａのものと同等の要素であるため、図４Ａに関する要素の説明はここでは繰り返されない。

この態様では、プリロードアセンブリ２０８０は、コントローラ２９０に接続されたモータ２１８１、例えばサーボモータを含む。モータ２１８１はハウジング２０４８に取り付けられている。モータ２１８１はねじ２１８３を駆動する。ナット２１８４がねじ２１８３に取り付けられ、モータ２１８１がねじ２１８３を回転させると近位又は遠位に移動する。一態様では、ねじ２１８３は、モータ２１８１のねじ付きシャフトである。モータ２１８１のシャフトの回転、したがってナット２１８４の遠位または近位の移動は、コントローラ２９０によって制御される。モータ、ねじ、およびナットの組み合わせは、軸に沿った位置がコントローラ２９０によって直接制御される可動アセンブリの一例である。

プリロードタブ２１８４Ｔが、ナット２１８４の遠位端部に隣接するナット２１８４の外側面から延びる。プリロードタブ２１８４Ｔは、遠位面上の第１の平面と近位面上の第２の平面とを有する。第１の平面は、第２の平面よりもナット２１８４の外側面からさらに延びる。したがって、第１の平面を第２の平面に接合する面は傾斜面である。

プリロード解放レバー２１８６がピボットピン２１８７に取り付けられている。トーションスプリングがピボットピンの周りに取り付けられ、緊急器具解放ボタン２０８２が押されていない場合、プリロード解放レバー２１８６をプリロード係合位置に維持するようにプリロード解放レバー２１８６に取り付けられている。ピボットピン２１８７は、モータパック２０４６に接続されているアーム２０８８に取り付けられている。この例では、アーム２０８８は、レール２１３９上でハウジング２０４８に対して近位および遠位に移動する。レール２１３９は任意選択である。

プリロード解放レバー２１８６の遠位端部、すなわち第１の端部は、プリロードタブ２１８４Ｔと係合および係合解除するフック２１８６Ａを含む。この例では、フック２１８６Ａは、プリロード解放レバー２１８６の側面から延びる平らな平面を有する。フック２１８６Ａの平らな平面は、プリロードタブ２１８４Ｔの遠位移動がプリロード解放レバー２１８６をプリロードタブ２１８４Ｔと共に遠位に移動させるように、プリロードタブ２０８４Ｔの第１の平面に接触するように構成される。

傾斜面が、プリロード解放レバー２１８６の側面から取り外されたプリロード解放レバー２１８６の平らな平面の端部からプリロード解放レバー２１８６の遠位端部まで延びている。プリロード解放レバー２１８６の遠位端部において傾斜面の傾斜は、タブ２１８４Ｔ上の傾斜面の傾斜とは反対にあるので、プリロードが解放されたときにフック２１８６Ａおよびタブ２１８４Ｔは互いによって近位方向に移動することができる。

緊急器具解放ボタン２０８２は、プリロード解放レバー２１８６の近位端部、第２の端部に力を加えるために取り付けられている。図２１Ｂおよび２１Ｃの例では、緊急器具解放ボタン２０８２が作動される場合、緊急器具解放ボタン２０８２は、プリロード解除力をプリロード解放レバー２１８６の近位端部に加え、これはプリロード解放レバー２１８６をピボットピン２１８７周りにプリロード解除方向、図２０Ｂおよび２０Ｃにおける時計回りに旋回させる。

プリロード解除方向のピボットピン２１８７周りのプリロード解放レバー２１８６の旋回は、フック２１８６Ａをナット２１８４のタブ２１８４Ｔから係合解除させる。その結果、モータパックリターンスプリング２０４７は、モータパック２０４６を器具マニピュレータアセンブリハウジング２０４８に対して近位方向にプリロード無し位置２０３２に移動させる。

プリロードを係合させるために、コントローラ２９０は、モータ２１８１に、図２１Ｂの位置または図２０Ｃの位置のいずれかから図２０Ａの位置までナット２１８４を近位に移動させるように命令する。タブ２１８４Ｔはフック２１８６Ａの遠位にあるので、ナット２１８４がタブ２１８４Ｔを近位に移動させると、タブ２１８４Ｔの傾斜面はプリロード解放レバー２１８６のフック２１８６Ａの傾斜面と接触する。タブ２１８４Ｔが近位に動き続けると、タブ２１８４Ｔの傾斜面は、第１の平面（遠位平坦面）がフック２１８６Ａの第１の平面を通過する（clears）までプリロード解放レバー２１８６を旋回させ、次いでピボットピン２１８７周りのトーションスプリングは、フック２１８６Ａをプリロード係合方向に回転させるので、フック２１８６Ａの第１の平らな平面とタブ２１８４Ｔの第１の平らな平面が接触している。今度はタブ２１８４Ｔが動くとき、フック２１８６Ａが動き、それが今度はモータパック２０４６を動かすので、これはプリロード機構を係合させる。

具体的には、図２１Ａおよび２１Ｂに示すように、プリロード機構が係合され、モータパック２０４６がプリロード位置２０３２になく、コントローラ２９０がプリロードアセンブリ２０８０にモータパック２０４６を低プリロード位置２０３３に動かすよう指令するとき、モータ２１８１はナット２１８４を遠位方向に移動させる。ナット２１８４を遠位方向の移動は、タブ２１８４Ｔにフック２１８６Ａへの力を遠位方向に加えさせる。フック２１８６Ａへの力はアーム２０８８を遠位方向に動かし、これはモータパック２０４６を器具マニピュレータハウジング２０４８に対して遠位方向に低プリロード位置２０３３へ動かす。

図２１Ｂおよび２１Ｃに示されるように、プリロード機構が係合され、モータパック２０４６が低プリロード位置２０３３にあり、コントローラ２９０がプリロードアセンブリ２０８０にモータパック２０４６を高プリロード位置２０３４に動かすように指令すると、モータ２１８１はナット２１８４を遠位方向に動かす。遠位方向のナット２１８４の移動は、タブ２１８４Ｔにフック２１８６Ａへの力を遠位方向に加えさせる。フック２１８６Ａへの力はアーム２０８８を遠位方向に動かし、これはモータパック２０４６を器具マニピュレータハウジング２０４８に対して遠位方向に高プリロード位置２０３４へ動かす。

図２１Ａ乃至２１Ｃに示す態様では、緊急器具解放ボタン２０８２に関して、支点（ピボットピン２１８７）が力（プリロード解放ボタン３０８２によって供給される力）と荷重（フック２１８６Ａとタブ２１８４Ｔの間の結合）の間にあるので、プリロード解放レバー２１８６はクラス１てこである。この例では、プリロード解放レバー２１８６はクラス１てことして実施されているが、これは例示にすぎず、限定することを意図するものではない。他の態様では、クラス２てこまたはクラス３てこを使用することができる。クラス２てこの場合、荷重は支点と力の間にあり、クラス３てこの場合、力は支点と荷重の間にある。

図８のすべての状態およびすべての動作は、プリロードアセンブリ２０８０を含む器具マニピュレータアセンブリ２０４０を使用して達成することができる。したがって、図８の説明は、プリロードアセンブリ２０８０を含む器具マニピュレータアセンブリ２０４０の態様に対して繰り返されない。ここで、コントローラ２９０はプリロードを直接制御し、プリロードは挿入機構２０３１による器具マニピュレータアセンブリ２０４０の移動には依存しない。したがって、コントローラ２９０がプリロード機構を設定又はリセットするために器具マニピュレータアセンブリを動かした図８の動作は、プリロードアセンブリ２０８０を含む器具マニピュレータアセンブリ２０４０が使用されるとき、必要とされない。

したがって、一態様では、滅菌アダプタアセンブリ２０５０が器具マニピュレータアセンブリ２０４０に取り付けられていない場合、コントローラ２９０は器具マニピュレータアセンブリ２０４０のモータパック２０４６にプリロード力無しを維持する。滅菌アダプタアセンブリ２０５０が器具マニピュレータアセンブリ２０４０に取り付けられた後、コントローラは、器具マニピュレータアセンブリ２４０のモータパック２０４６へのプリロード力を、プリロード力無しから第１のプリロード力に増大させるようにプリロードアセンブリ２０８０に直接指令を出す。コントローラは、器具が滅菌アダプタアセンブリ２０５０に取り付けられた後、器具マニピュレータアセンブリ２４０のモータパック２０４６へのプリロード力を、第１のプリロード力から第２のプリロード力に増大させるようにプリロードアセンブリ２０８０に直接別の指令を出す。

一態様では、機械的器具取り外しロックアウトアセンブリ２０９０は、図２１Ａのプリロードアセンブリ２０８０について示されているものと同等の要素とともに実装されているので、機械的器具取り外しロックアウトアセンブリ２０９０についての説明は繰り返さない。他の態様では、アセンブリ２０８０および２０９０は、２つの機能が互いに独立している状態で、プリロード機能および機械的器具取り外しロック機能の両方を実行する単一のアセンブリに組み合わされる。

上記の例のいくつかにおいて、用語「近位」または「近位に」は、システム運動の運動学的連鎖に沿ったマニピュレータアームベースにより近いかまたはシステム運動の運動学的連鎖に沿った運動の遠隔中心（または手術部位）から離れている物体または要素を説明するために一般的な方法で使用されている。同様に、「遠位」または「遠位に」という用語は、システム運動の運動学的連鎖に沿ったマニピュレータアームベースから離れているかまたはシステム運動の運動学的連鎖に沿った運動の遠隔中心（または手術部位）に近い物体または要素を説明するために一般的な方法で使用されている。

本明細書で使用されるとき、「第１」、「第２」、「第３」、「第４」などは、異なる構成要素または要素を区別するために使用される形容詞である。したがって、「第１」、「第２」、「第３」、「第４」などは、構成要素または要素の順序を意味することを意図するものではない。

本発明の態様および実施形態を示す上記の説明および添付の図面は、限定として解釈されるべきではなく、特許請求の範囲が保護される発明を定義する。この説明および特許請求の範囲の精神および範囲から逸脱することなく、様々な機械的、組成的、構造的、電気的、および動作上の変更を加えることができる。いくつかの例では、本発明を曖昧にすることを避けるために、よく知られている回路、構造、および技法は詳細に示されていないかまたは説明されていない。

さらに、この説明の用語は本発明を限定することを意図するものではない。例えば、「下（beneath）」、「下（below）」、「下（lower）」、「上（above）」、「上（upper）」、「近位」、「遠位」などの空間的に相対的な用語を使用して、図面に示されるように１つの要素または特徴の他の要素または特徴との関係を説明することができる。これらの空間的に相対的な用語は、図に示される位置および向きに加えて、使用中または動作中の装置の異なる位置（すなわち場所）および向き（すなわち回転配置）を包含することを意図している。例えば、図中の装置がひっくり返される場合、他の要素または特徴の「下（below）」または「下（beneath）」として説明される要素は、他の要素または特徴の「上（above）」または「上（over）」になる。したがって、例示的な用語「下」は、上下の位置および向きの両方を包含し得る。装置は他の方向を向いていてもよく（９０度または他の方向に回転して）、本明細書で使用される空間的に相対的な記述子はそれに応じて解釈される。同様に、様々な軸に沿った及びその周りの動きの説明は、様々な特別な装置位置及び向きを含む。

単数形“ａ”、“ａｎ”、および“ｔｈｅ”は、文脈が他に指示しない限り、複数形も含むことを意図している。用語「有する」、「備える」、「含む」などは、述べられた特徴、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を指定するが、１つまたは複数の他の特徴、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはグループの存在または追加を排除するものではない。結合されていると記載された構成要素は、電気的または機械的に直接結合されていてもよく、あるいは１つまたは複数の中間構成要素を介して間接的に結合されていてもよい。

すべての実施例および例示的な参考文献は非限定的であり、特許請求の範囲を本明細書に記載の特定の実装形態および実施形態、ならびにそれらの均等物に限定するために使用されるべきではない。１つの見出しの下のテキストは相互参照したり、１つまたは複数の見出しの下のテキストに適用される可能性があるため、見出しはフォーマット設定のみを目的としたものであり、如何なる方法でも主題を限定するために使用されるべきではない。最後に、本開示に鑑みて、図面に具体的に示されていないかまたは本文に記述されていなくても、一態様または実施形態に関して説明した特定の特徴は、本発明の他の開示された態様または実施形態に適用することができる。

Claims (13)

1. 手術器具マニピュレータアセンブリであって：
   遠位面；および
   プリロードアセンブリ；を有する、
   手術器具マニピュレータアセンブリと；
   前記手術器具マニピュレータアセンブリの前記遠位面に取り付けられる滅菌アダプタアセンブリと；を有し、
   前記プリロードアセンブリは、係合解除位置および係合位置であって、前記プリロードアセンブリの前記係合位置において、前記プリロードアセンブリは、前記手術器具マニピュレータアセンブリに動作可能に結合されるとともにプリロード力を前記滅菌アダプタアセンブリに加えるように前記手術器具マニピュレータアセンブリを設定し、前記プリロードアセンブリの前記係合解除位置において、前記プリロードアセンブリは、前記プリロード力を前記滅菌アダプタアセンブリに加えないように前記手術器具マニピュレータアセンブリを設定する、係合解除位置および係合位置を有し、
   前記滅菌アダプタアセンブリは、前記プリロードアセンブリが前記係合位置にある間に、前記係合解除位置への前記プリロードアセンブリの移行を必要とすることなしに、前記手術器具マニピュレータアセンブリの前記遠位面から取り外し可能である、
   手術装置。
2. 前記滅菌アダプタアセンブリは：
   作動されている状態で、前記手術器具マニピュレータアセンブリからの前記滅菌アダプタアセンブリの取り外しを防ぐように構成された機械的滅菌アダプタアセンブリ取り外しロックアウトを有する、
   請求項１に記載の手術装置。
3. 前記滅菌アダプタアセンブリに取り付けられる手術器具であって、前記機械的滅菌アダプタアセンブリ取り外しロックアウトを作動させる、手術器具をさらに有する、
   請求項２に記載の手術装置。
4. 前記滅菌アダプタアセンブリは：
   作動されている状態で、前記滅菌アダプタアセンブリからの手術器具の取り外しを防ぐように構成された機械的手術器具取り外しロックアウトをさらに有する、
   請求項２又は３に記載の手術装置。
5. 前記滅菌アダプタアセンブリはフレームを有し；
   前記機械的手術器具取り外しロックアウトは、前記滅菌アダプタアセンブリの前記フレームに移動可能に取り付けられた可動ボディを有する、
   請求項４に記載の手術装置。
6. 前記可動ボディの第１の位置では、前記手術器具は前記滅菌アダプタアセンブリから取り外されることができ；
   前記可動ボディの第２の位置では、前記手術器具は前記滅菌アダプタアセンブリの所定の位置にロックされる、
   請求項５に記載の手術装置。
7. 前記可動ボディの前記第１の位置および前記第２の位置は、前記滅菌アダプタアセンブリが取り付けられる前記手術器具マニピュレータアセンブリのいずれの位置からも独立している、
   請求項６に記載の手術装置。
8. 前記手術器具マニピュレータアセンブリはモータパックを有し；
   前記手術器具マニピュレータアセンブリの前記モータパックが近位位置から遠位方向に所定の距離動かされた状態で、前記モータパックは前記機械的手術器具取り外しロックアウトを作動させる、
   請求項４乃至７のいずれか１項に記載の手術装置。
9. 前記機械的滅菌アダプタアセンブリ取り外しロックアウトは：
   第１の端部および第２の端部を有するビームであって、前記第１の端部は前記第２の端部の反対側にあり、前記ビームの前記第１の端部と前記第２の端部との間でフレームに旋回可能に接続される、ビームと；
   前記ビームの前記第２の端部から延びる複数のフック延長部であって、前記複数のフック延長部のそれぞれは、前記手術器具マニピュレータアセンブリのフックレシーバと係合するように構成されたフックを含む、複数のフック延長部と；
   前記ビームの前記第１の端部に結合された滅菌アダプタアセンブリ解放ボタンであって、前記滅菌アダプタアセンブリ解放ボタンを第１の方向に押すことは、各前記フックを前記フックレシーバから係合解除するように前記複数のフック延長部を第２の方向に移動させる、滅菌アダプタアセンブリ解放ボタンと；を有する、
   請求項４乃至８のいずれか１項に記載の手術装置。
10. 前記ビームの前記第１の端部は、前記機械的手術器具取り外しロックアウトを含む、
    請求項９に記載の手術装置。
11. 前記手術器具が前記滅菌アダプタアセンブリに取り付けられている状態で、前記手術器具は、前記滅菌アダプタアセンブリの前記手術器具マニピュレータアセンブリからの取り外しを不能にするように、前記滅菌アダプタアセンブリ解放ボタンの前記第１の方向の移動を妨げる、
    請求項９又は１０に記載の手術装置。
12. 前記手術器具マニピュレータアセンブリはクラッチボタンおよび緊急解放ボタンをさらに有し、前記クラッチボタンおよび前記緊急解放ボタンは、前記手術器具マニピュレータアセンブリの唯一のユーザ操作インタフェースである、
    請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の手術装置。
13. 前記プリロードアセンブリは、緊急器具解放ボタンを含み；
    前記手術器具マニピュレータアセンブリの前記遠位面からの前記滅菌アダプタアセンブリの取り外しは、前記緊急器具解放ボタンを使用することを必要としない、
    請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の手術装置。

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