機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)和手術(shù)器械的制作方法
【專利摘要】根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)包括機(jī)器人和器械組，器械組包括：驅(qū)動(dòng)單元，驅(qū)動(dòng)單元具有至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器(7，8，9)，驅(qū)動(dòng)器具有電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)軸(10，13，15；106，107，108)，驅(qū)動(dòng)軸具有聯(lián)接件(31，32，33；200，201，202；300，301，302)，用于與器械的驅(qū)動(dòng)軸相聯(lián)接；器械，其具有器械桿(3)和驅(qū)動(dòng)軸(16，17，18；109，110，111；404，405，406)，驅(qū)動(dòng)軸具有聯(lián)接件(34，35，36；203，204，205；303，304，305)，用于與驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)軸相聯(lián)接；和器械接口，該器械接口具有包圍驅(qū)動(dòng)單元的護(hù)罩(5，501)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，為了使手術(shù)器械的器械模塊(1)和器械部件(2)可松脫地聯(lián)接，激活或去激活器械模塊(1)的磁體組件的電磁鐵(31)，調(diào)整磁體組件的永磁鐵(30)至鎖定位置，和/或通過器械模塊的角度傳感器(50)檢測器械部件的耦接的配對元件組的角位置。
【專利說明】機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)和手術(shù)器械

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)，其具有機(jī)器人和固定在機(jī)器人上 的器械組（Instrumentenanordnung);-種這樣的器械組，其具有驅(qū)動(dòng)單元，器械和器械接 口；以及一種這樣的驅(qū)動(dòng)單元；一種這樣的器械和一種這樣的器械接口；以及一種特別是 用于這樣的器械接口的護(hù)罩和一種應(yīng)用護(hù)罩的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 手術(shù)器械應(yīng)該是盡可能無菌的。但另一方面，受制于例如潤滑劑的機(jī)器人和驅(qū)動(dòng) 器等很難做到無菌。
[0003] 為此由專利文獻(xiàn)WO 2009/061915A2可知一種具有適配器接收器的機(jī)器人，包圍 機(jī)器人的無菌護(hù)罩的適配器固定在適配器接收器上。器械固定在背向機(jī)器人的無菌一側(cè)， 末端執(zhí)行器通過器械桿中的牽引索（Seilzug)激活。
[0004] 此外，可轉(zhuǎn)動(dòng)地并排安裝在無菌適配器中的圓盤與集成于機(jī)器人臂中的配對圓盤 相聯(lián)接。用于激活配對圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器設(shè)置在機(jī)器人基座上，驅(qū)動(dòng)器力矩通過牽引索傳 輸?shù)綑C(jī)器人臂中，從而能夠容易地操作無驅(qū)動(dòng)的器械。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的一個(gè)方面的目的在于提供一種改進(jìn)的機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)。
[0006] 該目的通過一種具有如權(quán)利要求1所述特征的機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。權(quán)利要求 2提出了這種機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的一種器械組；權(quán)利要求6、10或15提出了這種器械組的一 種驅(qū)動(dòng)單元，一種器械或一種器械接口；權(quán)利要求18或19提出了一種特別是用于這種器械 接口的護(hù)罩或使用這種護(hù)罩的方法。優(yōu)選的擴(kuò)展方案由從屬權(quán)利要求給出。
[0007] 本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及一種手術(shù)器械，特別是機(jī)器人引導(dǎo)的手術(shù)器械，其具有 器械部件，特別是帶有末端執(zhí)行器的器械桿，以及能夠與該器械部件可松脫地聯(lián)接的器械 模塊，特別是用于激活末端執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)模塊；以及一種聯(lián)接這種器械部件的方法。
[0008] 在微創(chuàng)外科手術(shù)中，手術(shù)器械通過局部開口插入患者體內(nèi)。特別是當(dāng)該器械由機(jī) 器人引導(dǎo)時(shí)，位于患者體內(nèi)的末端執(zhí)行器（例如剪刀或內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)）可以通過體外驅(qū) 動(dòng)器（例如電動(dòng)機(jī)）來激活，例如進(jìn)行擺動(dòng)和/或閉合。特別是為了能夠在手術(shù)過程中使 用不同的末端執(zhí)行器和/或更好地滿足滅菌要求，使驅(qū)動(dòng)器和末端執(zhí)行器彼此可松脫地連 接是非常有利的。
[0009] 由專利文獻(xiàn)WO 2009/061915 A2可知一種具有驅(qū)動(dòng)模塊和器械桿的手術(shù)器械。驅(qū) 動(dòng)模塊的可轉(zhuǎn)動(dòng)的聯(lián)接元件以及器械桿的與該聯(lián)接元件相對齊的、可轉(zhuǎn)動(dòng)的配對元件通過 無菌的耦合件在指出的方向上形狀配合地耦接。
[0010] 本發(fā)明的一個(gè)方面的目的在于對器械部件在特別是機(jī)器人引導(dǎo)的手術(shù)器械的器 械模塊上的聯(lián)接進(jìn)行改進(jìn)。
[0011] 該目的通過一種具有如權(quán)利要求20或27的特征的器械模塊來實(shí)現(xiàn)。權(quán)利要求28 提出了一種可以與該器械模塊相聯(lián)接的器械部件，權(quán)利要求29提出了一種對應(yīng)的手術(shù)器 械，權(quán)利要求34提出了一種對應(yīng)的方法。優(yōu)選的擴(kuò)展方案由從屬權(quán)利要求給出。
[0012] 機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人。在一種實(shí)施方 式中，機(jī)器人可以具有六個(gè)或更多的關(guān)節(jié)、特別是轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，在此，六個(gè)以上的關(guān)節(jié)有利于 對冗余機(jī)器人的定位。在一種實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人具有控制器。在此，多個(gè)機(jī)器 人可以具有一個(gè)共有的中央控制器和/或具有單獨(dú)的控制器，為了緊湊地進(jìn)行說明，這些 控制器同樣被一起稱為機(jī)器人的控制器。在一種實(shí)施方式中，可以將機(jī)器人設(shè)置在手術(shù)臺 上，特別是可松脫地固定在手術(shù)臺上。
[0014] 在機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人上分別固定有根據(jù)下面將要描述的本發(fā) 明的一個(gè)方面的器械組。在一種實(shí)施方式中，器械組可松脫地固定在機(jī)器人上，特別是形狀 配合、摩擦配合和/或磁性、尤其是電磁地可松脫地固定在機(jī)器人上。在一種實(shí)施方式中， 器械組、特別是器械組的驅(qū)動(dòng)單元具有殼體，該殼體固定在機(jī)器人的外側(cè)，特別是固定在機(jī) 器人的（端部或工具）法蘭上，例如通過擰合、鎖定或夾緊。附加地或替代地，特別是可以 將器械接口和/或器械組的器械固定在機(jī)器人的外側(cè)，特別是固定在機(jī)器人（端部或工具） 法蘭上。
[0015] 器械組
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，將器械組設(shè)置成相應(yīng)地固定在機(jī)器人上，或者將其設(shè)計(jì) 為機(jī)器人引導(dǎo)的器械組。根據(jù)下面所述的本發(fā)明的方面，器械組包括驅(qū)動(dòng)單元，器械和器械 接口。
[0017] 通過使優(yōu)選被設(shè)計(jì)為可以作為整體移動(dòng)的器械組本身具有驅(qū)動(dòng)器單元，可以有利 地取消從機(jī)器人自身向器械傳遞驅(qū)動(dòng)力，由此可以使機(jī)器人的結(jié)構(gòu)更小，這將特別是能夠 使多個(gè)細(xì)長的機(jī)器人在有限的手術(shù)區(qū)域中進(jìn)行合作。此外有利的是，驅(qū)動(dòng)單元能夠容易地 適配于不同的器械甚至進(jìn)行更換。優(yōu)選將驅(qū)動(dòng)單元設(shè)計(jì)為獨(dú)立的或獨(dú)立于機(jī)器人的模塊。
[0018] 在一種實(shí)施方式中，器械組包括兩個(gè)或多個(gè)不同的驅(qū)動(dòng)單元和/或兩個(gè)或多個(gè)不 同的器械，這些不同的驅(qū)動(dòng)單元和/或器械可以可選地、特別是模塊化地與一器械或一驅(qū) 動(dòng)單元相連接，構(gòu)成固定于機(jī)器人上的器械組。不同的驅(qū)動(dòng)單元或器械特別是可以在激活 的自由度的數(shù)量和/或效率上有所不同。因此例如，具有三個(gè)激活的自由度的驅(qū)動(dòng)單元可 以有選擇地與具有一個(gè)或兩個(gè)激活的自由度和兩個(gè)或一個(gè)未激活的自由度、即未用的或盲 的自由度的器械相連接，以及與具有三個(gè)激活的自由度、具有不同的末端執(zhí)行器的器械相 連接。
[0019] 器械和驅(qū)動(dòng)單元可松脫地彼此連接，在此，在驅(qū)動(dòng)單元和器械之間設(shè)有器械接口。 器械和驅(qū)動(dòng)單元特別是可以形狀配合、摩擦配合、材料配合和/或磁性地優(yōu)選為電磁性地 相互固定和/或固定在設(shè)置于它們之間的器械接口上。器械接口特別是可以與驅(qū)動(dòng)單元和 /或器械擰合、鎖定、夾緊甚至粘接，在此，粘接點(diǎn)被設(shè)計(jì)為額定分離點(diǎn)。附加地或替代地，驅(qū) 動(dòng)單元可以與器械擰合、鎖定或夾緊。在一種實(shí)施方式中，器械接口具有形狀固定的法蘭， 用于固定驅(qū)動(dòng)單元和/或器械。在一種實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)單元被設(shè)置在器械的近端部或者 說遠(yuǎn)離末端執(zhí)行器的端部上。
[0020] 驅(qū)動(dòng)單元
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的驅(qū)動(dòng)單元包括一個(gè)或多個(gè)、特別是三個(gè)或四個(gè)分別具有 至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器。在一種實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)單元的一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器分 別具有一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)，特別是直流電動(dòng)機(jī)或交流電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)具有定子和轉(zhuǎn)子。附加 地或替代地，驅(qū)動(dòng)單元的一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器分別具有一個(gè)或多個(gè)液壓電機(jī)和/或壓力 (Piezo)驅(qū)動(dòng)器，液壓電動(dòng)機(jī)和/或壓力驅(qū)動(dòng)器可以驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)軸或向驅(qū) 動(dòng)軸加載轉(zhuǎn)矩。驅(qū)動(dòng)軸特別可以是電動(dòng)機(jī)和/或液壓電機(jī)的轉(zhuǎn)子或葉輪。在一種實(shí)施方式 中，轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器具有優(yōu)選為同軸的傳動(dòng)裝置，特別是周轉(zhuǎn)齒輪傳動(dòng)裝置，優(yōu)選為行星齒輪傳 動(dòng)裝置或諧波驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置，在此，驅(qū)動(dòng)軸可以是傳動(dòng)裝置的從動(dòng)軸或輸出軸。在另一種實(shí) 施方式中，轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器可以是直接驅(qū)動(dòng)器。在本文中特別是將此理解為：驅(qū)動(dòng)軸在沒有中間 連接的傳動(dòng)裝置的情況下被直接加載通過特別是液壓、電和/或（電）磁地產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn) 矩。在一種實(shí)施方式中，這樣的直接驅(qū)動(dòng)器特別可以是無自鎖的。由此可以有利地使具有 裝有法蘭的驅(qū)動(dòng)單元的器械遠(yuǎn)離患者。附加地或替代地，轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器可以具有特別是同軸 的傳感器，尤其是位于驅(qū)動(dòng)側(cè)和/或從動(dòng)側(cè)的轉(zhuǎn)速傳感器和/或轉(zhuǎn)矩傳感器。
[0022] 驅(qū)動(dòng)軸具有用于與器械的驅(qū)動(dòng)軸相聯(lián)接的聯(lián)接件，該聯(lián)接件與驅(qū)動(dòng)軸抗扭地連 接。在一種實(shí)施方式中，聯(lián)接件可以是與驅(qū)動(dòng)軸軸固定的，特別是與驅(qū)動(dòng)軸一體化的。 在另一種實(shí)施方式中，該聯(lián)接件可軸向移動(dòng)地、特別是形狀配合地例如借助于調(diào)整彈簧 (Passfeder，滑鍵）、楔形齒合件、齒形軸輪廓或多邊形軸輪廓等設(shè)置在驅(qū)動(dòng)軸上。在一種擴(kuò) 展方案中，聯(lián)接件軸向預(yù)緊，特別是通過彈簧裝置相對于固定在驅(qū)動(dòng)單元上的器械接口或 固定于驅(qū)動(dòng)單元上的器械被軸向預(yù)緊。由此特別是可以對軸向公差進(jìn)行補(bǔ)償和/或描述用 于摩擦配合的連接的按壓力。
[0023] 在一種實(shí)施方式中，將一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)軸設(shè)計(jì)為中空軸。在一種實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng) 單元具有一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)軸，這些驅(qū)動(dòng)軸分別同中心地或同軸地設(shè)置、特別是支承在圍繞 它們的驅(qū)動(dòng)器中空軸（Antriebs-Hohlwelle)中。為了實(shí)現(xiàn)緊湊的說明，在此將這種設(shè)置在 另外的驅(qū)動(dòng)軸中的驅(qū)動(dòng)軸稱為內(nèi)驅(qū)動(dòng)軸，而將另外的驅(qū)動(dòng)軸稱為外驅(qū)動(dòng)軸。例如在一種實(shí) 施方式中，如果驅(qū)動(dòng)單元具有三個(gè)驅(qū)動(dòng)軸，則最里面的驅(qū)動(dòng)軸（其同樣可以是驅(qū)動(dòng)器中空 軸）構(gòu)成內(nèi)驅(qū)動(dòng)軸，圍繞該內(nèi)驅(qū)動(dòng)軸的中間的驅(qū)動(dòng)軸構(gòu)成外驅(qū)動(dòng)軸并同時(shí)構(gòu)成（另一）內(nèi) 驅(qū)動(dòng)軸，圍繞該中間驅(qū)動(dòng)軸的最外面的驅(qū)動(dòng)軸構(gòu)成（另一）外驅(qū)動(dòng)軸。驅(qū)動(dòng)單元也可以同 樣的方式具有四個(gè)或更多的同中心的驅(qū)動(dòng)器中空軸。
[0024] 在一種實(shí)施方式中，將一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器相對于它們各自的驅(qū)動(dòng)軸同軸地設(shè) 置，特別是相對于與共有的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線同軸的驅(qū)動(dòng)軸同軸地設(shè)置。一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器特 別是可以對齊地依次設(shè)置。同樣，一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器可以沿徑向方向和/或周向方向 相對于它們的驅(qū)動(dòng)軸錯(cuò)開地設(shè)置，特別是相對于與共有的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線同軸的驅(qū)動(dòng)軸錯(cuò)開地設(shè) 置，并特別是通過正齒輪傳動(dòng)裝置或摩擦齒輪傳動(dòng)裝置與驅(qū)動(dòng)軸相聯(lián)接。同樣，一個(gè)或多個(gè) 轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器可以相對于它們各自的驅(qū)動(dòng)軸，特別是相對于與共有的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線同軸的驅(qū)動(dòng)軸 成角度地、特別是成直角地設(shè)置，并特別是通過蝸輪傳動(dòng)裝置、螺旋齒輪傳動(dòng)裝置或冠狀齒 輪傳動(dòng)裝置與驅(qū)動(dòng)軸相聯(lián)接。
[0025] 驅(qū)動(dòng)單元可以分別無線或有線地與電源和/或控制器相聯(lián)接。在一種實(shí)施方式 中，下面所述的器械接口的護(hù)罩也至少部分地包封驅(qū)動(dòng)單元的電源線和/或信號線。
[0026] 器械
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，器械具有器械桿，在器械桿的遠(yuǎn)端部或者說在背向驅(qū)動(dòng) 單元的端部上可以設(shè)置由一個(gè)或多個(gè)部分組成的末端執(zhí)行器，特別是手術(shù)刀、鉗柄或剪刀 柄等。
[0028] 在一種實(shí)施方式中，器械是內(nèi)切或微創(chuàng)式手術(shù)器械（"MIC")，特別是內(nèi)窺鏡，例如 腹腔鏡或胸腔鏡。為此，特別是可以將器械桿設(shè)置或設(shè)計(jì)為，通過優(yōu)選基本上與器械桿的外 徑相符的入口、尤其是通過套管針插入到患者體內(nèi)并在那里被激活。
[0029] 末端執(zhí)行器可以具有一個(gè)或多個(gè)自由度。特別是末端執(zhí)行器的一個(gè)或多個(gè)部分可 以分別具有一個(gè)或兩個(gè)圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，轉(zhuǎn)動(dòng)軸線優(yōu)選垂直于桿軸線。例如，由 兩部分組成的末端執(zhí)行器可以是鉗子或剪刀，它們的柄彼此相對地圍繞同一轉(zhuǎn)動(dòng)軸樞轉(zhuǎn)。
[0030] 為了激活末端執(zhí)行器，器械具有一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)軸，特別是用于激活各個(gè)自由度 的驅(qū)動(dòng)軸，在一種實(shí)施方式中，特別是具有一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)驅(qū)動(dòng)軸。
[0031] 該驅(qū)動(dòng)軸具有用于與驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)軸相聯(lián)接的聯(lián)接件，該聯(lián)接件與驅(qū)動(dòng)軸抗扭 地連接。在一種實(shí)施方式中，該聯(lián)接件被設(shè)計(jì)為與驅(qū)動(dòng)軸是軸固定的，特別與驅(qū)動(dòng)軸是一體 化的。在另一種實(shí)施方式中，該聯(lián)接件可軸向移動(dòng)地、特別是形狀配合地、例如借助于調(diào)整 彈簧、楔形齒合件、齒形軸輪廓或多邊形軸輪廓等設(shè)置在驅(qū)動(dòng)軸上。在一種擴(kuò)展方案中，該 聯(lián)接件特別是通過彈簧裝置相對于固定在器械上的器械接口或固定在器械上的驅(qū)動(dòng)單元 械被軸向預(yù)緊。
[0032] 在一種實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)軸被設(shè)計(jì)為中空軸。在一種實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng) 單元具有一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)軸，這些驅(qū)動(dòng)軸分別被同中心地或同軸地設(shè)置在圍繞它們的驅(qū)動(dòng) 器中空軸中、特別是支承在該驅(qū)動(dòng)器中空軸中。
[0033] 在一種實(shí)施方式中，通過將器械的（最里面的）驅(qū)動(dòng)軸設(shè)計(jì)為驅(qū)動(dòng)器中空軸，可以 有利地使輔助器械能夠插入或通過。
[0034] 在一種實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)單元和器械的彼此聯(lián)接的驅(qū)動(dòng)軸相互對齊。在一種實(shí)施 方式中，一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)軸相對于器械桿同軸地設(shè)置，特別是對齊地或平行錯(cuò)開地設(shè)置。在 一種實(shí)施方式中，可以由此實(shí)現(xiàn)在徑向上緊湊的構(gòu)型。在另一種實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)驅(qū) 動(dòng)軸相對于器械桿成角度地、特別是成直角地設(shè)置。為此在一種實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)單元可以 相對于器械桿成角度地、特別是成直角地設(shè)置。
[0035] 在一種實(shí)施方式中，器械具有器械側(cè)轉(zhuǎn)換傳動(dòng)裝置，用于將一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)單元 的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為一個(gè)或多個(gè)牽引和/或推動(dòng)裝置的相應(yīng)的平移。牽引裝置特別是可以具有一 個(gè)或多個(gè)、特別是相對運(yùn)行的纜索傳動(dòng)、皮帶傳動(dòng)或帶式傳動(dòng)，牽引和/或推動(dòng)裝置具有一 個(gè)或多個(gè)特別是相對運(yùn)行的拉桿和/或推桿。
[0036] 在一種實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)換傳動(dòng)裝置具有特別是用于驅(qū)動(dòng)單元的一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)軸 的每一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸的連桿導(dǎo)引件。在一種實(shí)施方式中，連桿導(dǎo)引件包括滑動(dòng)套筒，該滑動(dòng)套筒 相對于器械桿抗扭地、可軸向移動(dòng)地受到支承，特別是抗扭地和可軸向移動(dòng)地支承在器械 桿上或圍繞的驅(qū)動(dòng)器中空軸上?；瑒?dòng)套筒和驅(qū)動(dòng)軸中的一個(gè)被設(shè)計(jì)為特別是相對于軸向 方向傾斜的連桿或凹槽，調(diào)整元件、特別是調(diào)整彈簧在該連桿或凹槽中形狀配合地受到滑 動(dòng)套筒和驅(qū)動(dòng)軸中另一個(gè)的引導(dǎo)。通過這種方式將驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為滑動(dòng)套筒的軸向平 移，由此特別是可以激活牽引和/或推動(dòng)裝置。
[0037] 在一種實(shí)施方式中，當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸支承于驅(qū)動(dòng)器中空軸中時(shí)，在一種擴(kuò)展方案中，與驅(qū) 動(dòng)軸相聯(lián)接的連桿導(dǎo)引件的滑動(dòng)套筒同時(shí)構(gòu)成驅(qū)動(dòng)器中空軸和相鄰的驅(qū)動(dòng)軸之間的徑向 軸承，特別是浮動(dòng)軸承（Loslager)。優(yōu)選將驅(qū)動(dòng)軸的固定軸承設(shè)置在器械桿的面向驅(qū)動(dòng)單 元的端部上或者說近端部上。
[0038] 在一種實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)換傳動(dòng)裝置被設(shè)置在器械桿的面向驅(qū)動(dòng)單元的半部分或者 說近端側(cè)的半部分中。在另一種實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)換傳動(dòng)裝置設(shè)置在器械桿的背向驅(qū)動(dòng)單元 的或者說遠(yuǎn)端側(cè)的半部分中。由此，可以有利地通過牽引和/或推動(dòng)裝置或通過驅(qū)動(dòng)軸在 器械桿的較大區(qū)域上傳遞激活。
[0039] 輔助器械
[0040] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，器械組具有輔助器械，輔助器械特別是可松脫地通過器 械組的器械、特別是器械的導(dǎo)引管插入或穿過器械組的器械，特別是帶有徑向間隙或徑向 配合件地插入。為此，在一種實(shí)施方式中將輔助器械設(shè)計(jì)為管狀的，并且是剛性或柔性的。 在一種實(shí)施方式中，器械可以相應(yīng)地具有特別是剛性的導(dǎo)引管，導(dǎo)引管特別是居中地設(shè)置 在器械桿中，和/或至少基本上延伸經(jīng)過器械桿的整個(gè)內(nèi)部長度。在一種擴(kuò)展方案中，器械 的（最里面的）驅(qū)動(dòng)器中空軸可以起到導(dǎo)引管的作用或構(gòu)成導(dǎo)引管。
[0041] 在一種實(shí)施方式中，輔助器械可以被設(shè)計(jì)為氣態(tài)和/或液態(tài)介質(zhì)的導(dǎo)引件，特別 是被設(shè)計(jì)為抽吸通道和/或供應(yīng)通道，和/或被設(shè)計(jì)為電導(dǎo)體和/或光波導(dǎo)體，用于特別是 在負(fù)壓或超壓下排出或供應(yīng)例如沖洗手術(shù)介質(zhì)或水噴射手術(shù)介質(zhì)，將激光和/或照明光和 /或電流導(dǎo)入患者體內(nèi)，和/或?qū)⒐鈱W(xué)信號和/或電信號從患者體內(nèi)送出。
[0042] 在一種實(shí)施方式中，輔助器械可以在器械接口的背向驅(qū)動(dòng)單元的一側(cè)通過器械插 入，從而使得輔助器械能夠有利地不必相對于驅(qū)動(dòng)單元無菌地隔開。在另一種實(shí)施方式中， 輔助器械通過驅(qū)動(dòng)單元，特別是驅(qū)動(dòng)單元的（最里面的）驅(qū)動(dòng)器中空軸插入。
[0043] 附加地或替代地，除了輔助器械之外，還可以將用于操作末端執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)裝置 特別是可松脫地通過器械組的器械、特別是器械的（最里面的）驅(qū)動(dòng)器中空軸插入，特別是 帶有徑向間隙或徑向配合件地插入。為此，在一種實(shí)施方式中，可以將驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)為管狀 的，并且是剛性或柔性的。該驅(qū)動(dòng)裝置特別可以具有一個(gè)或多個(gè)牽引和/或推動(dòng)裝置和/ 或一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸。
[0044] 器械接口
[0045] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，器械接口具有密封或無菌地包圍驅(qū)動(dòng)單元的護(hù)罩。在一 種實(shí)施方式中，護(hù)罩是柔性的，特別是薄膜狀的。在一種實(shí)施方式中，護(hù)罩在背向驅(qū)動(dòng)單元 的外面?zhèn)让嫔鲜菬o菌的或者可滅菌的。
[0046] 通過這種方式，可以使由于摩擦、潤滑劑、對溫度和/或濕度敏感的元件等而難以 消毒的驅(qū)動(dòng)單元相對于手術(shù)環(huán)境被無菌地密封，在此，激活通過或利用接口被傳遞到優(yōu)選 可以容易地滅菌的器械中。
[0047] 在一種實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)單元的一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)軸的聯(lián)接件和器械的對應(yīng)的、特 別是同軸的驅(qū)動(dòng)軸磁性地彼此聯(lián)接。在這情況下，器械接口特別是可以由簡單的薄膜構(gòu)成， 在此，優(yōu)選在彼此磁性聯(lián)接的聯(lián)接件之間設(shè)有氣隙。
[0048] 在一種實(shí)施方式中，器械接口具有一個(gè)或多個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的中間元件，其被設(shè)計(jì)為：當(dāng) 接口設(shè)置于驅(qū)動(dòng)單元和器械之間時(shí)，特別是固定在驅(qū)動(dòng)單元和/或器械上時(shí)，中間元件用 于與驅(qū)動(dòng)單元的各個(gè)驅(qū)動(dòng)軸的聯(lián)接件和器械的驅(qū)動(dòng)軸的聯(lián)接件特別是摩擦配合或形狀配 合地聯(lián)接。
[0049] 中間元件的設(shè)置優(yōu)選與驅(qū)動(dòng)軸或其聯(lián)接件的設(shè)置相應(yīng)。即，在一種實(shí)施方式中， 如果驅(qū)動(dòng)單元和/或器械的驅(qū)動(dòng)軸是同中心的，則中間元件特別是也是彼此同中心地設(shè)置 的，在此，優(yōu)選如前所述地使每一個(gè)特別是環(huán)狀的內(nèi)中間元件同中心地設(shè)置在環(huán)狀的外中 間元件中，特別是同中心地支承在環(huán)狀的外中間元件中。在一種擴(kuò)展方案中，中間元件通過 例如具有迷宮式密封件的軸承環(huán)等被密封地支承。在此，根據(jù)本發(fā)明的密封特別是被理解 為醫(yī)學(xué)意義上的無菌密封，尤其是指這樣的密封：預(yù)設(shè)大小的固態(tài)、優(yōu)選為液態(tài)、特別是還 可以是氣態(tài)的成分最高可以在預(yù)設(shè)的最大量或最大速率時(shí)（其也可以為零）突破這種密 封。
[0050] 器械接口可以具有形狀穩(wěn)定的法蘭，用于固定驅(qū)動(dòng)單元和/或器械，中間元件特 別是密封地、可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在該法蘭中。
[0051] 為了實(shí)現(xiàn)摩擦配合的聯(lián)接，中間元件和驅(qū)動(dòng)單元和/或器械的聯(lián)接件可以具有接 觸面，當(dāng)器械接口設(shè)置在驅(qū)動(dòng)單元和器械之間時(shí)，并且器械和驅(qū)動(dòng)單元直接和/或通過器 械接口彼此連接時(shí)，這些接觸面彼此接觸。為了實(shí)現(xiàn)形狀配合的聯(lián)接，這樣接觸面可以具有 相互交錯(cuò)插入的凸出部和凹部或互補(bǔ)的凸肩。特別是可以在聯(lián)接件和中間元件的其中一個(gè) 上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)突出部或凸肩，當(dāng)器械接口、特別是器械接口的形狀穩(wěn)定的法蘭被設(shè)置 在驅(qū)動(dòng)單元或器械上時(shí)，所述一個(gè)或多個(gè)突出部或凸肩形狀配合地插入位于聯(lián)接件和中間 元件其中的另一個(gè)中的凹部或互補(bǔ)的凸肩中。優(yōu)選聯(lián)接件和中間元件可以具有彼此嚙合的 正齒輪哨部、尤其是Hirth齒部（Hirth-Verzahnungen)。
[0052] 在一種實(shí)施方式中，摩擦配合或形狀配合的接觸面可以是圓錐形的。由此可以有 利地實(shí)現(xiàn)自定中心，和/或特別是在與軸向可移動(dòng)的、優(yōu)選預(yù)緊的聯(lián)接件相結(jié)合時(shí)能夠平 衡軸向誤差。
[0053] 在一種實(shí)施方式中，護(hù)罩具有內(nèi)絕緣套管，用于通過器械組的器械和驅(qū)動(dòng)單元插 入的輔助器械。該內(nèi)絕緣套管可以被設(shè)計(jì)為軟管形的，并穿過驅(qū)動(dòng)單元的（最里面的）驅(qū)動(dòng) 器中空軸。在一種擴(kuò)展方案中，該絕緣套管密封地、特別是可轉(zhuǎn)動(dòng)地與器械桿的最里面的、 與該驅(qū)動(dòng)器中空軸相聯(lián)接的中間元件相連接。
[0054] 在一種擴(kuò)展方案中，內(nèi)絕緣套管具有盲孔堵頭和封閉環(huán)。在初始狀態(tài)或安裝狀態(tài) 中，盲孔堵頭被固定在內(nèi)絕緣套管端部上，封閉內(nèi)絕緣套管并覆蓋內(nèi)絕緣套管的周向區(qū)域。 然后被牽引通過驅(qū)動(dòng)單元，以便使其能夠通過護(hù)罩的出口離開護(hù)罩并被移除。最后，封閉環(huán) 可以固定在內(nèi)絕緣套管的周向區(qū)域上，其通過移除盲孔堵頭而被釋放，此外還封閉了護(hù)罩 的出口。通過這種方式能夠提供一種具有無菌外表面的環(huán)面形護(hù)罩，在該環(huán)面形護(hù)罩的環(huán) 形空間中設(shè)有驅(qū)動(dòng)單元，并由此使驅(qū)動(dòng)單元相對于手術(shù)環(huán)境被無菌地限定，并具有用于插 入輔助器械的通道開口。
[0055] 以上所述的擴(kuò)展方案特別適用于前面所述的具有驅(qū)動(dòng)器中空軸的驅(qū)動(dòng)單元。它們 同樣可以被用于特別是無菌地包封具有工具法蘭的機(jī)器人，該工具法蘭具有中空軸。在本 發(fā)明中，（無菌地）包封特別是指局部或全部或全向封閉、特別是密封地覆蓋或包圍。
[0056] 因此根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，護(hù)罩，特別是具有上述器械接口的護(hù)罩的一個(gè)或多 個(gè)特征的護(hù)罩，通常具有用于穿過機(jī)器人或前述驅(qū)動(dòng)單元的中空軸和護(hù)罩出口的軟管形內(nèi) 絕緣套管，在此，該內(nèi)絕緣套管具有：盲孔堵頭；由一部分或多部分組成的封閉環(huán)，用于在 出口上的固定；以及內(nèi)絕緣套管的特別是外面的周向區(qū)域或側(cè)面區(qū)域，該區(qū)域通過移除盲 孔堵頭而是自由的。內(nèi)絕緣套管特別可以可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在護(hù)罩上，或者與護(hù)罩一體化地構(gòu) 成。內(nèi)絕緣套管特別可以是剛性或柔性的。為了緊湊說明起見，也將剛性的環(huán)狀內(nèi)絕緣套 管概括地稱為軟管形的。
[0057] 為了包封機(jī)器人或驅(qū)動(dòng)單元，首先使配置有盲孔堵頭的內(nèi)絕緣套管穿過中空軸和 護(hù)罩的出口。優(yōu)選具有封閉的外端面和/或管狀側(cè)面的盲孔堵頭在此可以防止對軟管形內(nèi) 絕緣套管的內(nèi)部和被其覆蓋的內(nèi)絕緣套管的周向區(qū)域的污染。同樣，也可以首先在端面?zhèn)?封閉內(nèi)絕緣套管，在此，隨后使封閉區(qū)域分開。為了能夠更容易地穿過，可以使盲孔堵頭具 有剛性或柔性的插入輔助件，特別是繩索或桿。
[0058] 然后將盲孔堵頭去除，并將封閉環(huán)固定在內(nèi)絕緣套管的由于盲孔堵頭的移開而成 為自由的周向區(qū)域上。在一種擴(kuò)展方案中，可以被設(shè)計(jì)為剛性或柔性的封閉環(huán)被固定在護(hù) 罩的出口上并封閉該出口（除了內(nèi)絕緣套管之外）。封閉環(huán)的固定在內(nèi)絕緣套管的周向區(qū) 域上的部分特別是能夠可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在封閉環(huán)的固定于護(hù)罩出口上的部分上，或者與該部 分集成地或一體化地構(gòu)成。
[0059] 內(nèi)絕緣套管的由于盲孔堵頭的移除而成為自由的周向區(qū)域通過盲孔堵頭來防止 污染。在本文中，固定于該周向區(qū)域上特別是指這樣的固定：沿內(nèi)絕緣套管的縱向方向看， 該周向區(qū)域完全或局部地被封閉環(huán)覆蓋。由于盲孔堵頭的移除而成為自由的周向區(qū)域可以 在縱向方向上在一側(cè)或兩側(cè)越過封閉環(huán)向外伸出。同樣，除了由于盲孔堵頭的移除而變空 的周向區(qū)域或該周向區(qū)域的一部分之外，封閉環(huán)還可以覆蓋內(nèi)絕緣套管的之前沒有被盲孔 堵頭覆蓋的區(qū)域。
[0060] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，手術(shù)器械具有器械模塊和能夠可松脫地與器械模塊相連 接、特別是相聯(lián)合的器械部件。手術(shù)器械特別是可以是機(jī)器人引導(dǎo)的，或者器械模塊或器械 部件具有特別是電磁的接口裝置，用于在機(jī)器人上實(shí)現(xiàn)機(jī)械的和/或信號技術(shù)的固定。本 發(fā)明的一個(gè)方面提出一種具有機(jī)器人引導(dǎo)的手術(shù)器械的機(jī)器人。在一種實(shí)施方式中，手術(shù) 器械是微創(chuàng)器械，其被設(shè)計(jì)或配置為，通過所謂的套管針開口部分地插入患者體內(nèi)。
[0061 ] 在一種實(shí)施方式中，器械模塊具有可插入患者體內(nèi)的器械桿，該器械桿具有末端 執(zhí)行器，而與器械模塊可松脫地連接的器械部件具有用于激活末端執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)器。同樣， 器械模塊也可以具有用于激活器械部件的可插入患者體內(nèi)的器械桿的末端執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng) 器。因此為了緊湊說明起見，在本發(fā)明中通常會提到器械模塊和部件，其可以分別被設(shè)計(jì)為 驅(qū)動(dòng)模塊或末端執(zhí)行器模塊或者驅(qū)動(dòng)部件或末端執(zhí)行器部件。
[0062] 末端執(zhí)行器特別可以是手術(shù)刀、探針、剪刀、鉗子或夾子、用于發(fā)射和/或接收電 磁射線的光學(xué)系統(tǒng)和/或用于輸出和/或吸入氣體和/或液體的流體口。對末端執(zhí)行器的 激活特別是可以包括使末端執(zhí)行器圍繞一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)軸相對于器械桿的樞轉(zhuǎn)和/或?qū)?末端執(zhí)行器的操作，特別是打開和關(guān)閉末端執(zhí)行器，特別可以是使末端執(zhí)行器圍繞一個(gè)、兩 個(gè)或三個(gè)軸相對于器械桿的樞轉(zhuǎn)和/或?qū)δ┒藞?zhí)行器的操作，特別是打開和關(guān)閉末端執(zhí)行 器。驅(qū)動(dòng)器可以具有一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)。附加地或替代地，驅(qū)動(dòng)器可以具有一個(gè)或多個(gè)用 于手動(dòng)激活末端執(zhí)行器的手動(dòng)元件，特別是手柄和/或輪子。通常情況下，驅(qū)動(dòng)器可以被設(shè) 計(jì)為電動(dòng)、電磁、氣動(dòng)、液壓和/或手動(dòng)地激活末端執(zhí)行器。
[0063] 為了在驅(qū)動(dòng)器和末端執(zhí)行器之間傳輸運(yùn)動(dòng)或力（在本發(fā)明中，也可以將反平行的 力對，即轉(zhuǎn)矩一般地稱為力），器械模塊具有包括一個(gè)或多個(gè)聯(lián)接元件的聯(lián)接元件組，與器 械模塊能夠可松脫地連接的器械部件具有配對元件組，其包括一個(gè)或多個(gè)用于與聯(lián)接元件 組相接合的配對元件。
[0064] 在一種實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)聯(lián)接元件和與它們可聯(lián)接或相聯(lián)接的一個(gè)或多 個(gè)配對元件可以是平移運(yùn)動(dòng)的，以便激活末端執(zhí)行器的各個(gè)自由度。這種聯(lián)接元件特別 是可以在器械模塊的推力軸承中被優(yōu)選轉(zhuǎn)動(dòng)安全地、可移動(dòng)地引導(dǎo)，特別是被設(shè)計(jì)為沖桿 (St0Bel)。附加地或替代地，一個(gè)或多個(gè)聯(lián)接元件和與它們可聯(lián)接或相聯(lián)接的一個(gè)或多 個(gè)配對元件可以是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的，以便激活末端執(zhí)行器的各個(gè)自由度。這樣的聯(lián)接元件特別 可以在器械模塊的轉(zhuǎn)動(dòng)軸承中被優(yōu)選軸向固定地、可轉(zhuǎn)動(dòng)地引導(dǎo)，特別是被設(shè)計(jì)為軸。
[0065] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，聯(lián)接元件組的一個(gè)或多個(gè)、特別是所有的聯(lián)接元件與配 對元件組或其一個(gè)或多個(gè)配對元件是可磁性聯(lián)接的或磁性聯(lián)接的。為此，在一種實(shí)施方式 中，器械模塊的聯(lián)接元件組的一個(gè)或多個(gè)聯(lián)接元件分別具有用于與配對元件組的配對元件 磁性稱接的磁體組件（Magnetanordnung)。在一種實(shí)施方式中，器械部件的一個(gè)或多個(gè)配對 元件相應(yīng)地具有可磁性加載的區(qū)域。在本發(fā)明中，可磁性加載的區(qū)域特別是指由導(dǎo)磁數(shù)或 相對導(dǎo)磁率至少為10的材料構(gòu)成的區(qū)域，特別是鐵磁材料或永磁材料構(gòu)成的區(qū)域。 [0066] 通過聯(lián)接元件組和配對元件組的磁性耦接，驅(qū)動(dòng)器可以有利的方式，特別是簡單、 無菌和/或可靠、可松脫地與末端執(zhí)行器有效連接。因此在一種實(shí)施方式中，磁體組件可以 設(shè)置在驅(qū)動(dòng)側(cè)，或者將器械模塊設(shè)計(jì)為驅(qū)動(dòng)模塊。由此特別是可以使得帶有器械桿和末端 執(zhí)行器的器械部件更輕、更緊湊和/或更廉價(jià)，特別是可以被設(shè)計(jì)為一次性用品，和/或可 更好地滅菌。同樣，磁體組件也可以被設(shè)置在末端執(zhí)行器側(cè)，或者器械模塊具有器械桿和末 端執(zhí)行器。
[0067] 在一種實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)聯(lián)接元件的磁體組件可以具有一個(gè)或多個(gè)永磁鐵 或永磁鐵（Permanent-bzw. Dauermagnete)
[0068] 在一種實(shí)施方式中，將一個(gè)或多個(gè)永磁鐵的尺寸磁性地確定為：當(dāng)配對元件與聯(lián) 接元件相毗鄰時(shí)，永磁鐵使各個(gè)配對元件操作安全地耦接，但是特別是可以通過相應(yīng)更大 的拆解力使配對元件與聯(lián)接元件脫離，其中，使聯(lián)接元件和配對元件彼此間隔開。
[0069] 但是優(yōu)選聯(lián)接元件和配對元件能夠在不彼此間隔開地情況下彼此脫離。
[0070] 為此，在一種實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)聯(lián)接元件的抽吸裝置具有一個(gè)或多個(gè)電磁 鐵，該電磁鐵特別是通過為此設(shè)計(jì)并特別是可以在器械的驅(qū)動(dòng)器控制器中實(shí)現(xiàn)的控制器件 有選擇地可通電或通電。
[0071] 在一種實(shí)施方式中，通過選擇可通電的電磁鐵，可以在聯(lián)接元件和配對元件之間 建立無電流的常開耦接或所謂的靜態(tài)電流原理。這可以有利地使器械模塊和器械部件或驅(qū) 動(dòng)器和末端執(zhí)行器是無電流的并因此能夠可靠地分離，以便例如即使在發(fā)生故障時(shí)也能夠 手動(dòng)地將末端執(zhí)行器從患者體內(nèi)取出。
[0072] 同樣，在一種實(shí)施方式中，通過可選擇地通電的電磁鐵，可以在聯(lián)接元件和配對元 件之間建立無電流的常閉耦接或所謂的工作電流原理。其有利之處在于：即使在發(fā)生電力 故障時(shí)，器械模塊和器械部件或驅(qū)動(dòng)器和末端執(zhí)行器也能夠可靠地聯(lián)接。
[0073] 在一種實(shí)施方式中，磁體組件為此不僅具有一個(gè)或多個(gè)可選擇地通電的電磁鐵， 而且還為此具有一個(gè)或多個(gè)相反方向的永磁鐵。在本發(fā)明中，相對于電磁鐵相反方向的永 磁鐵特別是指這樣的永磁鐵：其磁場由于通電的電磁鐵而在聯(lián)接元件和配對元件的聯(lián)接區(qū) 域中被減弱，特別是至少基本上被補(bǔ)償或被中和。這樣，如果這種弱化或補(bǔ)償在電磁鐵不通 電時(shí)被消除，則未被減弱或未被補(bǔ)償?shù)挠来盆F將使聯(lián)接元件和配對元件相互聯(lián)接。
[0074] 在一種實(shí)施方式中，附加地或替代地，磁體組件可以具有一個(gè)或多個(gè)可選擇地通 電的電磁鐵和一個(gè)或多個(gè)相同方向的永磁鐵。在本發(fā)明中，相對于電磁鐵相同方向的永磁 鐵特別是指這樣的永磁鐵：其磁場由于通電的電磁鐵而在聯(lián)接元件和配對元件的聯(lián)接區(qū)域 中被增強(qiáng)。由此可以有利地提高附著力（Haftkraft)。與沒有永磁鐵的技術(shù)方案相比，在一 種實(shí)施方式中，能夠降低力傳遞所需要的電磁電流、由此產(chǎn)生的能耗以及形成的熱。與沒有 電磁鐵的技術(shù)方案相比，在一種實(shí)施方式中，可以減少永磁鐵。附加地或替代地，在一種實(shí) 施方式中，磁體組件的一個(gè)或多個(gè)永磁鐵在聯(lián)接元件上、特別是在聯(lián)接元件中在鎖定位置 和與其不同的解鎖位置之間被可調(diào)節(jié)地、特別是可移動(dòng)地和/或可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承，或者被調(diào) 節(jié)、特別是被移動(dòng)和/或轉(zhuǎn)動(dòng)。在一種擴(kuò)展方案中，一個(gè)或多個(gè)永磁鐵可以被電動(dòng)地、液壓 地、氣動(dòng)地和/或手動(dòng)地調(diào)節(jié)。附加地或替代地，一個(gè)或多個(gè)永磁鐵可以在鎖定位置、解鎖 位置和/或與這兩者不同的其他位置上被鎖定。
[0075] 在一種實(shí)施方式中，通過將永磁鐵從聯(lián)接元件和配對元件的聯(lián)接區(qū)域中移走，可 以減少由于永磁鐵所形成的聯(lián)接元件和配對元件的磁性聯(lián)接，并由此使得聯(lián)接元件和配對 元件脫離。在一種實(shí)施方式中，附加地或替代地可以使聯(lián)接元件具有用于與配對元件接合 的導(dǎo)磁區(qū)域，當(dāng)永磁鐵處于鎖定位置時(shí)，該區(qū)域至少基本上只被永磁鐵磁性加載，或者當(dāng)永 磁鐵處于解脫鎖定位置時(shí)，該區(qū)域與永磁鐵磁性分離。
[0076] 在一種實(shí)施方式中，一般來說聯(lián)接元件可以具有用于耦接配對元件的導(dǎo)磁區(qū)域， 該導(dǎo)磁區(qū)域特別是優(yōu)選利用對至少一個(gè)電磁鐵的通電或不通電和/或?qū)⒅辽僖粋€(gè)永磁鐵 調(diào)整至鎖定位置，而有選擇地通過磁體組件可磁性加載的或被磁性加載。在本發(fā)明中，導(dǎo) 磁區(qū)域特別是指由導(dǎo)磁數(shù)或相對導(dǎo)磁率至少為10的材料構(gòu)成的區(qū)域，特別是由鐵磁 材料構(gòu)成的區(qū)域。除了與聯(lián)接元件的導(dǎo)磁區(qū)域的磁性接合之外，通過調(diào)整永磁鐵來減弱 由該導(dǎo)磁區(qū)域施加在配對元件上的磁力，特別是至少基本上消除該磁力，從而解除磁性 聯(lián)接。因此，通過將永磁鐵調(diào)整至解鎖位置，可以有利地減少用于脫離或分離的調(diào)整距 離（Verstellweg)。在一種實(shí)施方式中，特別是通過使聯(lián)接元件具有由導(dǎo)磁材料構(gòu)成的軛 (Joch)，圍繞該軛設(shè)置有選擇地可通電的線圈，通?？梢允勾朋w組件、特別是電磁鐵與聯(lián)接 元件一體化地構(gòu)成。
[0077] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，為了使手術(shù)器械的器械模塊與器械部件相聯(lián)接，需要使 器械模塊的磁體組件的至少一個(gè)電磁鐵被激活或通電，并因此有利地使聯(lián)接元件和配對元 件之間的無電流的常開耦接關(guān)閉。為了實(shí)現(xiàn)脫離，電磁鐵被相應(yīng)地失活或不通電。
[0078] 附加地或替代地，器械模塊的磁體組件的至少一個(gè)永磁鐵被調(diào)整至鎖定位置。為 了實(shí)現(xiàn)脫離，相應(yīng)地將永磁鐵調(diào)整至解鎖位置。
[0079] 在一種實(shí)施方式中，特別是為了關(guān)閉聯(lián)接元件和配對元件之間的常閉耦接，器械 模塊的磁體組件的至少一個(gè)電磁鐵被失活或不通電，以便實(shí)現(xiàn)聯(lián)接元件和配對元件之間的 接合，在此，磁體組件附加地具有至少一個(gè)永磁鐵。為了實(shí)現(xiàn)脫離，相應(yīng)地激活電磁鐵或使 其通電。
[0080] 在一種實(shí)施方式中，聯(lián)接元件和配對元件或聯(lián)接元件組和配對元件組除了磁性耦 接之外，還附加地可形狀配合地連接或形狀配合地連接，以有利地使它們相對于彼此居中 和/或抗扭地設(shè)置。聯(lián)接元件和配對元件中的一個(gè)特別是可以具有至少一個(gè)偏心的凸出 部，當(dāng)聯(lián)接元件和配對元件可能需要通過屏障件彼此聯(lián)接時(shí)，該凸出部插入聯(lián)接元件和配 對元件中的另一個(gè)中的相應(yīng)凹部中或插入設(shè)置在它們之間的無菌屏障件中，特別是該無菌 屏障件的聯(lián)接構(gòu)件中。在一種實(shí)施方式中，這樣的磁性聯(lián)接可以在軸向上確保這種形狀配 合。
[0081] 同樣地，當(dāng)聯(lián)接元件和配對元件彼此聯(lián)接時(shí)，聯(lián)接元件和配對元件中的一個(gè)可以 螺栓狀地插入聯(lián)接元件和配對元件中的另一個(gè)的套筒區(qū)域或襯套區(qū)域中，特別是聯(lián)接元件 螺栓狀地插入到配對元件的套筒區(qū)域或襯套區(qū)域中，或者配對元件螺栓狀地插入到聯(lián)接元 件的套筒區(qū)域或襯套區(qū)域中。在一種實(shí)施方式中，由此可以使聯(lián)接元件和配對元件在垂直 于它們的縱向延伸的方向上被形狀配合地固定，在此，它們的這種磁性聯(lián)接沿它們的縱向 延伸的方向被力配合地固定。
[0082] 在一種實(shí)施方式中，器械模塊和/或器械部件是可消毒的或被消毒的。特別是當(dāng) 器械模塊或器械部件具有用于激活器械的末端執(zhí)行器的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器時(shí)，則可能難以對器械 模塊或器械部件滅菌。因此在一種實(shí)施方式中，特別是可以在聯(lián)接元件組和配對元件組之 間設(shè)置無菌屏障件。該無菌屏障件特別是可以是有彈性的，至少在聯(lián)接區(qū)域中是有彈性的， 以便能夠在彈性變形的情況下一起做聯(lián)接元件和配對元件的運(yùn)動(dòng)，以激活末端執(zhí)行器。
[0083] 在一種實(shí)施方式中，無菌屏障件具有聯(lián)接構(gòu)件，用于使配對元件磁性接合在聯(lián)接 元件上。聯(lián)接構(gòu)件可以借助于密封件可移動(dòng)地與剩余的屏障件、特別是薄膜相連接，或固定 地與剩余的屏障件相連接，特別是一體化地構(gòu)成。由此可以更好地進(jìn)行跨越屏障件的機(jī)械 力傳遞。在一種實(shí)施方式中，為了能夠更好地實(shí)現(xiàn)磁性接合，聯(lián)接構(gòu)件具有導(dǎo)磁材料。
[0084] 特別是當(dāng)聯(lián)接元件和配對元件尤其是形狀配合地彼此居中時(shí)，可以有利地使聯(lián)接 元件和配對元件帶有間隙地支承在器械模塊或器械部件的導(dǎo)引件中。通過這種方式，聯(lián)接 元件和配對元件可以在耦接時(shí)彌補(bǔ)一定程度的側(cè)向錯(cuò)位。
[0085] 在一種實(shí)施方式中，聯(lián)接元件和配對元件被設(shè)計(jì)為沖桿狀的或軸狀的，并在推擠 時(shí)或在端面?zhèn)壬媳舜寺?lián)接，在此，磁體組件沿聯(lián)接元件和配對元件的優(yōu)選對齊的縱向延伸 方向彼此相對地牽引聯(lián)接元件和配對元件，以傳遞牽引力或轉(zhuǎn)矩。
[0086] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，優(yōu)選聯(lián)接元件和配對元件可滅菌地、緊湊地和/或 至少基本上無間隙或無松弛地和/或不需要視覺控制地彼此聯(lián)接或彼此脫離。
[0087] 特別是在聯(lián)接元件和配對元件抗扭地彼此磁性聯(lián)接的情況下，尤其是在沒有附加 的形狀配合的連接，或者在存在例如Hirth齒部這樣的多重意義的形狀配合的連接的情況 下，這可能會導(dǎo)致：配對元件相對于器械模塊的角位置在耦接之后沒有被唯一地識別出。但 是這對于特別是微創(chuàng)機(jī)器人手術(shù)是必不可少的，在此，體內(nèi)的末端執(zhí)行器應(yīng)通過體外的驅(qū) 動(dòng)器被精確地激活。
[0088] 因此根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面（該方面可以與前面所述的各個(gè)方面有利地結(jié)合）， 器械模塊具有聯(lián)接元件組，該聯(lián)接元件組包括一個(gè)或多個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地受到支承的連接元件， 這些聯(lián)接元件能夠可松脫地接合在器械部件的配對元件組的可轉(zhuǎn)動(dòng)地受到支承的配對元 件上，手術(shù)器械的末端執(zhí)行器可以通過配對元件被激活，手術(shù)器械具有器械模塊和接合在 其上的器械部件。
[0089] 在一種實(shí)施方式中，連接元件（組）和配對元件（組）形狀配合地彼此聯(lián)接或是可 聯(lián)接的，特別是通過齒部、優(yōu)選為Hirth齒部或正齒輪嚙部。如果在聯(lián)接元件組和配對元件 組之間設(shè)有無菌屏障件，則在一種實(shí)施方式中，連接元件（組）和配對元件（組）可以形狀 配合地與聯(lián)接構(gòu)件相聯(lián)接或是可聯(lián)接的，該聯(lián)接構(gòu)件優(yōu)選可轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)地支承在屏障件中。
[0090] 一般地，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，連接元件（組）和配對元件（組）通?？稍趦蓚€(gè) 或更多個(gè)不同的方向（Orientierung)上彼此聯(lián)接，在本發(fā)明中，特別是將聯(lián)接元件和配對 元件之間圍繞其轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)位置或轉(zhuǎn)動(dòng)姿勢也稱為方向。這些方向可以是離散的方 向。在簡單的情況下，聯(lián)接元件和配對元件中的一個(gè)具有一個(gè)或多個(gè)凸出部，這些突出部能 夠沿聯(lián)接元件和配對元件之間的至少兩個(gè)不同的方向插入到聯(lián)接元件和配對元件中的另 一個(gè)的對應(yīng)的凹部中。同樣，聯(lián)接元件和配對元件可以具有協(xié)調(diào)一致的齒部，這些齒部沿錯(cuò) 開一齒距的方向相互交錯(cuò)插入，并由此使聯(lián)接元件和配對元件能夠聯(lián)接。例如，通過激活 聯(lián)接元件中的電磁鐵，并使配對元件的平坦端面在任一方向上與聯(lián)接元件的平坦端面相接 觸，并沿該方向固定配對元件的鐵磁區(qū)域，同樣可以使這些不同的方向是幾何形狀不定的 或自由的。
[0091] 特別是為了能夠在這種可以沿聯(lián)接元件和配對元件之間的多個(gè)方向進(jìn)行的耦接 中，通過驅(qū)動(dòng)器更好地、優(yōu)選在之前不重新校準(zhǔn)的情況下激活末端執(zhí)行器，在一種實(shí)施方式 中，器械模塊具有角度傳感器，用于檢測已聯(lián)接的配對元件組、特別是位于一個(gè)或多個(gè)配對 元件上、尤其是位于其中的發(fā)送器的角位置。該角度傳感器在此可以具有多個(gè)單獨(dú)的傳感 器，用于檢測耦接的配對元件的相應(yīng)角位置。配對元件組的一個(gè)或多個(gè)配對元件相應(yīng)地分 別具有抗扭的發(fā)送器，這些發(fā)送器被設(shè)計(jì)為，能夠通過器械模塊的角度傳感器、尤其是各個(gè) 單獨(dú)的傳感器進(jìn)行檢測。
[0092] 為了更緊湊地進(jìn)行說明，在本文中也將配對元件組的兩個(gè)或多個(gè)、尤其是所有的 配對元件的角位置的集合（Menge)概括地稱為本發(fā)明意義下的配對元件組的角位置。配對 元件的角位置特別可以是該配對元件相對于器械模塊、尤其是相對于特定于殼體或特定于 轉(zhuǎn)動(dòng)軸承的參考點(diǎn)的方向或轉(zhuǎn)動(dòng)位置。同樣，配對元件的角位置也可以是該配對元件相對 于所聯(lián)接的聯(lián)接元件的方向或轉(zhuǎn)動(dòng)位置。
[0093] 為此，在一種實(shí)施方式中將角度傳感器設(shè)計(jì)為，附加地檢測接合在配對元件上的 聯(lián)接元件相對于器械模塊、特別是相對于特定于殼體或特定于轉(zhuǎn)動(dòng)軸承的參考點(diǎn)的方向或 轉(zhuǎn)動(dòng)位置。在一種擴(kuò)展方案中，由此，特別是通過符號正確地相加，利用配對元件相對于所 耦接的聯(lián)接元件的角位置來確定配對元件相對于特定于殼體或特定于轉(zhuǎn)動(dòng)軸承的參考點(diǎn) 的角位置。同樣，也可以反過來利用配對元件相對于特定于殼體或特定于轉(zhuǎn)動(dòng)軸承的參考 點(diǎn)的角位置來檢測或確定配對元件相對于所聯(lián)接的聯(lián)接元件的角位置。
[0094] 角度傳感器可以被設(shè)計(jì)用于無接觸地檢測配對元件組的角位置或一個(gè)或多個(gè)發(fā) 送器的角位置。角度傳感器特別可以是磁性、電、電容和/或光學(xué)的角度傳感器。一個(gè)或多 個(gè)發(fā)送器可以是主動(dòng)的或被動(dòng)的，并特別具有：永磁鐵，該永磁鐵的北-南軸線優(yōu)選至少基 本上可以垂直于配對元件的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線定向；應(yīng)答器，優(yōu)選為RFID系統(tǒng)；光學(xué)標(biāo)記等。
[0095] 在一種實(shí)施方式中，角度傳感器是絕對值編碼器，或?yàn)榇吮辉O(shè)計(jì)為：例如借助于絕 對編碼的發(fā)送器或接收器來檢測配對元件組相對于器械模塊或聯(lián)接元件的絕對角位置。這 種編碼可以具有360°的角度范圍（所謂的單圈絕對值編碼器），從而使得角度傳感器檢測 兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)360°的角位置作為相同的角位置。在另一種實(shí)施方式中，編碼的角度范圍可以大 于360° (所謂的多圈絕對值編碼器），從而使得角度傳感器檢測兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)360°的角位置 作為不同的角位置。優(yōu)選在接合和讀取角度傳感器之后角位置在絕對值編碼器中是直接可 用的，而不需要使配對元件組旋轉(zhuǎn)。
[0096] 在另一種實(shí)施方式中，角度傳感器是增量值編碼器，或?yàn)榇吮辉O(shè)計(jì)為：只檢測配對 元件組相對于器械模塊或聯(lián)接元件的角度變化。在一種擴(kuò)展方案中，發(fā)送器或接收器被距 離編碼或具有一個(gè)或多個(gè)參考標(biāo)記。在超過參考標(biāo)記之后，角位置可以通過積分、合計(jì)增量 值或角度變化來檢測。
[0097] 在一種實(shí)施方式中，手術(shù)器械具有多個(gè)器械部件，這些器械部件可以被有選擇地 耦接在器械模塊上，在此，不同器械部件的配對元件組具有不同的編碼發(fā)送器，為此將配對 元件組設(shè)計(jì)為，通過器械模塊的角度傳感器來檢測，在此附加地將角度傳感器設(shè)計(jì)用于檢 測發(fā)送器的編碼，并由此識別耦接的器械部件。因此，這種一方面確定配對元件組的方向而 另一方面識別耦接的器械部件的功能可以通過相同的發(fā)送器和角度傳感器來實(shí)現(xiàn)。在一種 實(shí)施方式中，永磁鐵可以同樣用作或作為用于檢測角位置和磁性耦接的發(fā)送器來使用。
[0098] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，在器械部件沿多個(gè)方向中的一個(gè)方向耦接在器械模塊上 時(shí)或之后，配對元件組的耦接的器械部件特別是相對于聯(lián)接元件組或特定于器械模塊殼體 的參考點(diǎn)的角位置將通過器械模塊的角度傳感器來檢測。在一種實(shí)施方式中，通過這種方 式，在檢測一個(gè)或多個(gè)配對元件的方向并因此有利地獲知末端執(zhí)行器的位置或坐標(biāo)之后， 可以在不重新校準(zhǔn)的情況下通過驅(qū)動(dòng)器正確地激活末端執(zhí)行器。
[0099] 在一種實(shí)施方式中，事先檢測配對元件組的角位置和末端執(zhí)行器位置之間的關(guān) 系，特別是校準(zhǔn)偏差并保存。在配對元件組耦接之后，可以在考慮這種關(guān)系的情況下，根據(jù) 由角度傳感器檢測到的配對元件組的角位置來確定末端執(zhí)行器位置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0100] 本發(fā)明的其他的優(yōu)點(diǎn)和特征由從屬權(quán)利要求和實(shí)施例給出。為此，部分示意性地 示出：
[0101] 圖1以透視截面圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的器械 組的一部分；
[0102] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中的器械側(cè)的轉(zhuǎn)換傳動(dòng)裝置；
[0103] 圖3以另一透視截面圖示出了圖2中的轉(zhuǎn)換傳動(dòng)裝置；
[0104] 圖4以截面圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的器械組的錐形聯(lián)接；
[0105] 圖5示出了這種錐形聯(lián)接的另一種實(shí)施方式；
[0106] 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的器械組的軸聯(lián)接；
[0107] 圖7示出了如圖6所示的軸聯(lián)接的另一種實(shí)施方式；
[0108] 圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的器械組的磁性聯(lián)接；
[0109] 圖9以截面圖示出了如圖8所示的磁性聯(lián)接；
[0110] 圖10以兩個(gè)透視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的轉(zhuǎn)換傳動(dòng)裝置；
[0111] 圖11示出了如圖10所示的轉(zhuǎn)換傳動(dòng)裝置的放大截面圖；
[0112] 圖12以整體透視圖（上）或放大的局部視圖（下）示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí) 施方式的器械，其具有遠(yuǎn)端側(cè)轉(zhuǎn)換傳動(dòng)裝置；
[0113] 圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的器械接口；
[0114] 圖14示出了如圖13所示的、連接有盲孔堵頭的器械接口；
[0115] 圖15示出了如圖15所示的、盲孔堵頭已移除的器械接口；
[0116] 圖16示出了如圖15所示的、連接有封閉環(huán)的器械接口；
[0117] 圖17示出了如圖16所示的、耦接有器械的器械接口；
[0118] 圖18示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的器械組，其具有已插入的輔助器械；
[0119] 圖19示出了根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的器械組的器械的一部分；
[0120] 圖20示出了根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的器械組的器械的一部分；
[0121] 圖21A，圖21B示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的、帶有護(hù)罩的機(jī)器人；
[0122] 圖22以縱截面圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的手術(shù)器械的一部分；
[0123] 圖23以對應(yīng)于圖1的視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的手術(shù)器械的一 部分；
[0124] 圖24以對應(yīng)于圖1、圖2的視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的手術(shù)器械 的一部分；
[0125] 圖25示出了根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的手術(shù)器械的一部分；
[0126] 圖26以對應(yīng)于圖4的視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的手術(shù)器械的一 部分。

【具體實(shí)施方式】
[0127] 圖1以透視截面圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的器械 組的一部分。
[0128] 該器械組包括器械1，與器械1相連接的驅(qū)動(dòng)單元2和設(shè)置在驅(qū)動(dòng)單元和器械之間 的器械接口，該器械接口具有無菌護(hù)罩5。
[0129] 在本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)單元的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與器械的桿軸線相一致。這個(gè)概念特別是適 用于通過拉桿/壓桿激活的器械。
[0130] 在圖1中的左邊示出無菌手術(shù)器械1，在圖1中的右邊示出驅(qū)動(dòng)單元2。器械1通 過位于器械桿3的近端部上的連接法蘭4與驅(qū)動(dòng)單元2的殼體6可松脫地機(jī)械連接。驅(qū)動(dòng) 單元2被無菌護(hù)罩5包圍，以防止污染手術(shù)區(qū)域。
[0131] 在本實(shí)施例中，在驅(qū)動(dòng)單元2的殼體6中設(shè)有三個(gè)獨(dú)立的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器，它們分別具 有驅(qū)動(dòng)軸10、13、或15以及對應(yīng)的電動(dòng)機(jī)7、8或9。驅(qū)動(dòng)軸10、13、15是中空軸，并彼此同 軸地設(shè)置。驅(qū)動(dòng)軸10在殼體6中完整地支承在軸承支承架11上。內(nèi)驅(qū)動(dòng)軸13通過軸承 12支承在驅(qū)動(dòng)軸10中，驅(qū)動(dòng)軸15通過軸承14支承在驅(qū)動(dòng)軸13中。這個(gè)概念可以有利地 使可分離的器械接口能夠特別是沿徑向方向具有非常緊湊的結(jié)構(gòu)。由此可以在多個(gè)機(jī)器人 的應(yīng)用中顯著降低各個(gè)機(jī)器人由于器械之間的很小的最小容許間隔而發(fā)生碰撞的危險(xiǎn)。
[0132] 電動(dòng)機(jī)7、8、9的示意性視圖中包括了調(diào)節(jié)運(yùn)行所需要的其他組件，例如傳動(dòng)裝置 和/或傳感器。優(yōu)選的實(shí)施方式是將電機(jī)單元同中心地設(shè)置，電機(jī)單元可以是直接驅(qū)動(dòng)器， 或者是帶有后置連接的減速傳動(dòng)裝置（例如行星齒輪傳動(dòng)裝置或諧波驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置）的電 機(jī)。
[0133] 在一種未示出的變形中，轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器具有在徑向上錯(cuò)開的電動(dòng)機(jī)，用于分別驅(qū)動(dòng) 帶有正齒輪傳動(dòng)裝置或摩擦輪傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)軸；或具有正交偏移的電動(dòng)機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)分 別帶有蝸輪傳動(dòng)裝置、螺旋齒輪傳動(dòng)裝置或冠狀齒輪傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)軸。
[0134] 彼此嵌套的驅(qū)動(dòng)軸10、13和15在器械側(cè)以驅(qū)動(dòng)軸16、17或18的形式繼續(xù)延伸， 驅(qū)動(dòng)軸16、17或18同樣被設(shè)計(jì)成空心軸，并彼此同軸地設(shè)置。器械側(cè)的驅(qū)動(dòng)軸16、17或18 的軸承結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)為固定浮動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)（Fest-Los-Lagerung)，在此，固定軸承28、29和30 設(shè)置在器械桿3的近端部上。軸16徑向或軸向地支承在位于器械桿3中的軸承支承架28 上。位于里面的驅(qū)動(dòng)軸17通過軸承29支承在驅(qū)動(dòng)軸16中，驅(qū)動(dòng)軸18通過軸承30支承在 軸17中?；瑒?dòng)套筒23、24和25起到浮動(dòng)軸承的作用，它們同時(shí)作為器械側(cè)的轉(zhuǎn)換傳動(dòng)裝 置22的組件，用以將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為牽引和/或推動(dòng)裝置26、39或40的平移運(yùn)動(dòng)（參 照圖10)。最后，這些牽引和/或推動(dòng)裝置將對應(yīng)于器械自由度或末端執(zhí)行器自由度的驅(qū)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)傳遞到器械桿3的遠(yuǎn)端部上。
[0135] 雖然器械的每個(gè)自由度都配置有自己的傳遞節(jié)肢，但是在圖1中只示例性地 示出了牽引和/或推動(dòng)裝置26。這樣的牽引和/或推動(dòng)裝置例如是牽引索、鮑登線 (Bowdenziige)或拉桿和/或壓桿。
[0136] 為了使驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)軸10，13、15與器械側(cè)的驅(qū)動(dòng)軸16、17、18相連接，設(shè)置聯(lián) 接機(jī)構(gòu)，其同時(shí)也構(gòu)成器械和非無菌驅(qū)動(dòng)單元之間的無菌屏障件。在圖1中示例性示出的 聯(lián)接是錐形聯(lián)接，其通過摩擦或形狀配合傳遞驅(qū)動(dòng)力矩。
[0137] 根據(jù)這種構(gòu)造原理，也可以將在同軸設(shè)置中位于內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)軸15、18設(shè)計(jì)為中空 軸。由此可以在器械桿3的中心留出足夠的空間來通過其他的驅(qū)動(dòng)裝置，例如鮑登線，在用 于驅(qū)動(dòng)末端執(zhí)行器的多關(guān)節(jié)區(qū)域中的具有易彎曲部分的轉(zhuǎn)動(dòng)軸和/或輔助器械，特別是電 導(dǎo)線、軟管等。這種設(shè)計(jì)理念的另一種可能的應(yīng)用是將特殊的手術(shù)器械通過器械桿的中心 插入。
[0138] 為了確保穿過器械中心的元件即使在驅(qū)動(dòng)單元2的范圍內(nèi)仍然是無菌的，無菌屏 障件將如下所述地利用無菌導(dǎo)引管27形式的內(nèi)絕緣套管延伸通過整個(gè)驅(qū)動(dòng)單元2。
[0139] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的器械側(cè)轉(zhuǎn)換傳動(dòng)裝置100,其中，驅(qū)動(dòng) 軸線和桿軸線正交。這種設(shè)置特別適用于通過牽引索激活的器械。但是，其也可以用于具 有拉桿和/或壓桿的器械，在此，為了將驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為牽引和/或推動(dòng)裝置的平移， 例如將器械側(cè)的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)為滑塊曲柄機(jī)構(gòu)（Schubkurbelmechanismus)。
[0140] 在器械101的近端部上設(shè)有殼體104,該殼體與器械桿103不可松脫地連接。器 械101在近端部上通過無菌屏障件105與驅(qū)動(dòng)單元102 (其殼體未示出）相連接。驅(qū)動(dòng)軸 106、107、108同軸地設(shè)置在驅(qū)動(dòng)單元102中，以實(shí)現(xiàn)盡可能緊湊的尺寸。它們在器械側(cè)分別 作為滑輪109、110或111被帶動(dòng)。這些軸件的連接分別通過無菌的聯(lián)接中間扇段116、117 和118實(shí)現(xiàn)，這些聯(lián)接中間構(gòu)件是彼此可轉(zhuǎn)動(dòng)的。
[0141] 位于外面的驅(qū)動(dòng)軸106的中間聯(lián)接元件118與無菌屏障件105相連接并可轉(zhuǎn)動(dòng)地 支承在該無菌屏障件中。在本實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)單元和器械的驅(qū)動(dòng)軸借助于端齒聯(lián)接件形 狀配合地聯(lián)接，請參見圖6。
[0142] 用于激活器械自由度的牽引索112、113、114圍繞器械側(cè)的滑輪或驅(qū)動(dòng)軸109、110 或111纏繞，從而使驅(qū)動(dòng)軸106、107、108和器械自由度之間的力通量閉合?？梢钥蛇x地設(shè) 置管型絕緣套管115,其例如可用于引導(dǎo)輔助器械特別是從介質(zhì)管道去往器械桿103的遠(yuǎn) 端部。
[0143] 與用于至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)桿的無菌屏障件可松脫地聯(lián)接
[0144] 為了將器械連接在驅(qū)動(dòng)單元上，設(shè)置可簡單松脫的聯(lián)接機(jī)構(gòu)，其同時(shí)構(gòu)成器械和 非無菌驅(qū)動(dòng)單元之間的無菌屏障件。
[0145] 圖4以截面圖示出了具有無菌屏障件的、如圖1所示實(shí)施方式中的錐形聯(lián)接。這 種聯(lián)接布局將驅(qū)動(dòng)力矩從驅(qū)動(dòng)軸1〇、13、15通過摩擦配合或形狀配合傳遞到器械側(cè)的驅(qū)動(dòng) 軸16、17、18上。在器械側(cè)的中空軸16、17、18的近端部上設(shè)有外錐體形式的聯(lián)接件34、35、 36,它們與相應(yīng)的中空軸固定地連接。在驅(qū)動(dòng)軸10、13、15的遠(yuǎn)端部上設(shè)有內(nèi)錐形的聯(lián)接件 31、32、33。軸端部的連接通過圓錐形的中間元件19、20或21實(shí)現(xiàn)，這些中間元件起到無 菌屏障件的作用。這些元件彼此連接，并且還與無菌屏障件5密封連接。這種連接只用于 在安裝無菌屏障件時(shí)的簡單操作，但是仍然允許中間元件保留其他方面所有功能所需的運(yùn) 動(dòng)，特別是與驅(qū)動(dòng)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，這些中間元件19、20或21還在所述聯(lián)接件之間構(gòu)成 間隙式密封或迷宮式密封。
[0146] 設(shè)置在驅(qū)動(dòng)軸10、13、15上的聯(lián)接件31、32、33例如通過齒形軸輪廓或多邊形軸輪 廓分別與一個(gè)軸抗扭地但軸向可移動(dòng)地連接。因此，力傳輸所必需的軸向預(yù)緊力例如可以 通過作用于驅(qū)動(dòng)側(cè)聯(lián)接件上的彈簧來施加。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)側(cè)軸部分和器械側(cè)軸部分之間的可 能的軸向偏差將是穩(wěn)定的。
[0147] 對于驅(qū)動(dòng)單元和器械的每對內(nèi)驅(qū)動(dòng)軸和外驅(qū)動(dòng)軸，可以考慮采用如圖5所示的其 他的布置來替代驅(qū)動(dòng)側(cè)的內(nèi)錐體和器械側(cè)的外錐體的組合：
[0148]

【權(quán)利要求】
1. 一種機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)，具有： 機(jī)器人；和 特別是可松脫地固定在所述機(jī)器人上的、如權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的器械組。
2. -種器械組，特別是可松脫地固定在如權(quán)利要求1所述的機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的機(jī)器人 上的器械組，具有： 如權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)單元（2 ; 102); 如權(quán)利要求10至14中任一項(xiàng)所述的器械（1 ; 100 ;400)，該器械與所述驅(qū)動(dòng)單元可松 脫地連接；以及 如權(quán)利要求15至17中任一項(xiàng)所述的器械接口（5, 500)，該接口設(shè)置在所述驅(qū)動(dòng)單元和 所述器械之間。
3. 如權(quán)利要求2所述的器械組，其特征在于，設(shè)有輔助器械（504)和/或用于操作末端 執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)裝置，它們特別是可松脫地通過所述器械組的器械被插入。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的器械組，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)單元的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸 (10，13，15 ;106，107，108)和所述器械的驅(qū)動(dòng)軸（16，17，18 ;109，110，111 ;404,405,406) 同軸地、特別是對齊地設(shè)置。
5. 如權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的器械組，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)軸的聯(lián) 接件（300, 301，302)和所述器械的驅(qū)動(dòng)軸的聯(lián)接件（303, 304, 305)彼此磁性聯(lián)接。
6. -種用于如權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的器械組的驅(qū)動(dòng)單元（2 ;102)，包括：至 少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器（7,8,9)，該轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器具有驅(qū)動(dòng)軸，特別是驅(qū)動(dòng)器中空軸（10,13,15 ; 106,107,108);以及聯(lián)接件（31，32, 33 ;200, 201，202 ;300, 301，302)，用于與器械的驅(qū)動(dòng)軸 相聯(lián)接。
7. 如權(quán)利要求6所述的驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于，設(shè)有至少一個(gè)內(nèi)驅(qū)動(dòng)軸，特別是驅(qū)動(dòng)器 中空軸，該內(nèi)驅(qū)動(dòng)軸同中心地設(shè)置在外驅(qū)動(dòng)器中空軸中，特別是支承在外驅(qū)動(dòng)器中空軸中。
8. 如權(quán)利要求6或7所述的驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于，至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器相對于其驅(qū)動(dòng) 軸同軸地、特別是對齊地或平行錯(cuò)開地，或者成角度地、特別是成直角地設(shè)置。
9. 如權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于，所述聯(lián)接件可軸向移動(dòng) 地、特別是預(yù)緊地設(shè)置在所述驅(qū)動(dòng)軸上。
10. -種用于如權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的器械組的器械（1 ;100 ;400)，具有： 器械桿（3)和至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸、特別是驅(qū)動(dòng)器中空軸（16，17，18 ;109，110，111 ;404,405， 406);以及用于與驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)軸相聯(lián)接的聯(lián)接件（34, 35, 36 ;203, 204, 205 ;303, 304， 305).
11. 如權(quán)利要求10所述的驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于，設(shè)有至少一個(gè)內(nèi)驅(qū)動(dòng)軸，特別是驅(qū)動(dòng) 器中空軸，該內(nèi)驅(qū)動(dòng)軸同中心地設(shè)置在外驅(qū)動(dòng)器中空軸中，特別是支承在該外驅(qū)動(dòng)器中空 軸中。
12. 如權(quán)利要求10或11所述的器械，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)軸相對于所述器械桿同軸 地、特別是對齊地或平行錯(cuò)開地，或者成角度地、特別是成直角地設(shè)置。
13. 如權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的器械，其特征在于，設(shè)有轉(zhuǎn)換傳動(dòng)裝置，用于將 驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為牽引/推動(dòng)裝置的平移。
14. 如權(quán)利要求13所述的器械，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換傳動(dòng)裝置具有連桿導(dǎo)引件（23， 24, 25, 37, 38)，和/或設(shè)置在所述器械桿的面向或背向驅(qū)動(dòng)單元的半部分中。
15. -種用于如權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的器械組的器械接口，其特征在于，設(shè)有 護(hù)罩（5, 501)，特別是如權(quán)利要求18所述的護(hù)罩（5, 501)，用于對所述器械組的驅(qū)動(dòng)單元進(jìn) 行包封。
16. 如權(quán)利要求15所述的器械接口，其特征在于，所述護(hù)罩（5, 501)具有用于通過所述 器械組的器械和驅(qū)動(dòng)單元引入的輔助器械的內(nèi)絕緣套管（27)。
17. 如權(quán)利要求15或16所述的器械接口，其特征在于，設(shè)有至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的、特別是 圓錐形的中間元件（19, 20, 21 ;206, 207, 208)，用于摩擦配合或形狀配合地與所述驅(qū)動(dòng)單 元和/或器械的驅(qū)動(dòng)軸的聯(lián)接件相聯(lián)接。
18. -種護(hù)罩，具有軟管狀的內(nèi)絕緣套管，用于穿過機(jī)器人的中空軸或如權(quán)利要求6至 9中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)單元的中空軸和所述護(hù)罩的出口（507)，其特征在于，所述內(nèi)絕緣套 管具有盲孔堵頭（502)和用于固定在所述內(nèi)絕緣套管的周向區(qū)域上的封閉環(huán)（503)，所述 周向區(qū)域通過移除所述盲孔堵頭而為自由的。
19. 一種借助于前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的護(hù)罩包封機(jī)器人或如權(quán)利要求6至9中任 一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)單元的方法，其特征在于，配置有盲孔堵頭（502)的內(nèi)絕緣套管穿過中空 軸和所述護(hù)罩的出口，隨后被移除，將封閉環(huán)（503)固定在所述內(nèi)絕緣套管的周向區(qū)域上， 所述周向區(qū)域通過移除所述盲孔堵頭而為自由的。
20. -種器械模塊（1)，具有聯(lián)接件組，所述聯(lián)接件組包括至少一個(gè)聯(lián)接元件（10)，用 于可松脫地與配對元件組的配對元件（20)相耦接，以激活手術(shù)器械的末端執(zhí)行器，其特征 在于，所述聯(lián)接元件具有磁體組件（30,31)，用于與所述配對元件的磁性耦接。
21. 如前面權(quán)利要求所述的器械模塊，其特征在于，用于激活所述末端執(zhí)行器的所述聯(lián) 接元件能夠平移地運(yùn)動(dòng)和/或旋轉(zhuǎn)地運(yùn)動(dòng)。
22. 如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的器械模塊，其特征在于，所述磁體組件具有至少一個(gè) 可選擇地通電的電磁鐵（31)。
23. 如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的器械模塊，其特征在于，所述磁體組件具有至少一個(gè) 永磁鐵（30)。
24. 如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的器械模塊，其特征在于，所述永磁鐵在所述聯(lián)接元件 上能夠在鎖定位置和與所述鎖定位置不同的解鎖位置之間調(diào)整、特別是電動(dòng)、液壓、氣動(dòng)和 /或手動(dòng)地調(diào)整。
25. 如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的器械模塊，其特征在于，所述聯(lián)接元件具有用于與所 述配對元件相耦接的導(dǎo)磁區(qū)域（11)，所述導(dǎo)磁區(qū)域特別是能夠可選地通過所述磁體組件被 磁性加載。
26. 如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的器械模塊，其特征在于，所述器械模塊具有用于激活 所述聯(lián)接元件組的驅(qū)動(dòng)器，或帶有末端執(zhí)行器并能夠插入患者體內(nèi)的器械桿（22)，所述末 端執(zhí)行器由聯(lián)接元件組激活。
27. -種器械模塊，特別是如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的器械模塊，具有聯(lián)接件組，所 述聯(lián)接件組包括至少一個(gè)聯(lián)接元件（10)，用于可松脫地與配對元件組的配對元件（20)相 耦接，以激活手術(shù)器械的末端執(zhí)行器，其中，所述聯(lián)接元件組和所述配對元件組能夠在至少 兩個(gè)不同的方向上聯(lián)接，其特征在于，設(shè)有角度傳感器（50)，用于特別是無接觸地檢測耦接 的配對元件組的角位置。
28. -種器械部件（2)，具有配對元件組，所述配對元件組包括至少一個(gè)配對元件 (20)，用于與如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的器械模塊（1)的聯(lián)接元件組的聯(lián)接元件（10)相 耦接，其中，所述配對元件具有用于與所述聯(lián)接元件磁性耦接的可磁性加載的區(qū)域（21)和 /或通過所述器械模塊的角度傳感器（50)進(jìn)行檢測的抗扭的發(fā)送器（51)。
29. -種手術(shù)器械，具有如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的器械模塊（1)和與所述器械模 塊可松脫地連接的、如權(quán)利要求28所述的器械部件（2)。
30. 如前面權(quán)利要求所述的手術(shù)器械，其特征在于，聯(lián)接元件組與配對元件組形狀配合 地連接。
31. 如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的手術(shù)器械，其特征在于，在所述聯(lián)接元件組與所述配 對元件組之間設(shè)有無菌屏障件（40)。
32. 如前面權(quán)利要求所述的手術(shù)器械，其特征在于，所述無菌屏障件具有特別是導(dǎo)磁的 聯(lián)接構(gòu)件（41)，用于將所述配對元件組特別是磁性地耦接在所述聯(lián)接元件組上。
33. 如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的手術(shù)器械，其特征在于，所述聯(lián)接元件組或所述配對 元件組有間隙地支承在導(dǎo)引件（22)中。
34. -種用于聯(lián)接如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的手術(shù)器械的器械模塊（1)和器械部件 (2)的方法，該方法包括以下步驟： 激活或去激活器械模塊的磁體組件的電磁鐵（31);和/或 將所述器械模塊的磁體組件的永磁鐵（30)調(diào)整至鎖定位置；和/或 通過所述器械模塊的角度傳感器（50)來檢測耦接的配對元件組的角位置。
【文檔編號】A61B19/00GK104363854SQ201380031705
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月27日
【發(fā)明者】S·羅美爾, W·肖伯 申請人:庫卡實(shí)驗(yàn)儀器有限公司