相關申請的交叉引用
本申請要求于2015年12月22日提交的美國臨時專利申請第62/270,804號的權益和優(yōu)先權，其全部公開內容通過引用并入本文。
本公開涉及手術系統(tǒng)，并且更具體地，涉及具有機電手術裝置和接合器組件的手術系統(tǒng)，該機電手術裝置包括具有單個電動機驅動器的手持式機電手術裝置，該接合器組件用于將機電手術裝置與末端執(zhí)行器或手術裝載單元互連。
背景技術：
許多手術裝置制造商已經(jīng)開發(fā)了具有用于操作和/或操縱手術裝置的專用動力驅動系統(tǒng)的生產線。在許多情況下，手術裝置包括可再使用的動力手柄組件和末端執(zhí)行器和/或裝載單元，該末端執(zhí)行器和/或裝載單元在使用之前選擇性地連接至動力手柄組件。該動力手柄組件可以在使用之后與裝載單元和/末端執(zhí)行器斷開，以便末端執(zhí)行器、裝載單元和/或手柄組件可以處置或在一些情況下消毒用于再次使用。
用于與許多現(xiàn)有的動力手術裝置和/或手柄組件一起使用的許多現(xiàn)有的末端執(zhí)行器由線性力驅動。例如，用于執(zhí)行胃腸內吻合術操作、端對端吻合術操作和橫向吻合術操作的末端執(zhí)行器或裝載單元均通常需要線性驅動力以便被操作。因此，這些末端執(zhí)行器或裝載單元不與使用旋轉運動來輸送動力等的手術裝置和/或手柄組件兼容。
為了使線性驅動的末端執(zhí)行器或裝載單元與使用旋轉運動來輸送動力的動力手術裝置和/或手柄組件兼容，接合器組件被用以在線性驅動的末端執(zhí)行器與動力旋轉驅動的手術裝置和/或手柄組件之間交接并且將線性驅動的末端執(zhí)行器與動力旋轉驅動的手術裝置和/或手柄組件互連。這些手術裝置和/或接合器組件中的很多是包括很多零件且需要大量勞動來組裝的復雜裝置。
因此，需要開發(fā)包含較少零件、組裝較不勞動密集，并且根本上講制造和使用更經(jīng)濟的手術裝置和/或接合器組件。
技術實現(xiàn)要素：
本公開涉及手術系統(tǒng)，并且更具體地，涉及具有機電手術裝置和接合器組件的手術系統(tǒng)，該機電手術裝置包括具有單個電動機驅動器的手持式機電手術裝置，該接合器組件用于將機電手術裝置與末端執(zhí)行器或裝載單元互連。所述機電手術裝置包括支撐選擇器電動機的手柄組件，所述選擇器電動機協(xié)調輸出組件和所述單個電動機驅動器的接合。所述輸出組件接合由接合器組件支撐的輸入聯(lián)接器。所述輸入聯(lián)接器能夠操作性地聯(lián)接至末端執(zhí)行器或裝載單元，使得來自所述輸出組件的旋轉力使得末端執(zhí)行器或裝載單元能夠執(zhí)行一種或多種功能。
根據(jù)本公開的方案，機電手術系統(tǒng)包括手柄組件、驅動電動機、選擇器凸輪、選擇器電動機、第一輸出組件和第二輸出組件。
所述驅動電動機可以支撐在所述手柄組件中并且可延伸至驅動齒輪。
所述選擇器凸輪可以限定凹部。所述選擇器凸輪可以包括鄰近所述選擇器凸輪的所述凹部的壓縮表面。在一些實施例中，所述凹部包括錐形側壁。
所述選擇器電動機可以延伸至選擇器齒輪。所述選擇器齒輪可以定位成使所述選擇器凸輪在第一位置和第二位置之間移動。
第一輸出組件包括第一輸出軸和第一輸出齒輪。所述第一輸出軸通過第一接合鍵選擇性地聯(lián)接至所述第一輸出齒輪。所述第一輸出齒輪能夠與所述驅動電動機的所述驅動齒輪一起旋轉。所述第一接合鍵能夠在所述選擇器凸輪處于所述第一位置以將所述第一輸出齒輪與所述第一輸出軸接合的同時定位在所述選擇器凸輪的所述凹部內。所述第一輸出軸能夠在所述第一輸出齒輪聯(lián)接至所述第一輸出軸的同時響應于所述驅動電動機的所述驅動齒輪的旋轉而與所述第一輸出齒輪一起旋轉。所述第一輸出齒輪能夠在所述選擇器凸輪處于所述第二位置的同時相對于所述第一輸出軸旋轉。
第二輸出組件包括第二輸出軸和第二輸出齒輪。所述第二輸出軸通過第二接合鍵選擇性地聯(lián)接至所述第二輸出齒輪。所述第二輸出齒輪接合于所述第一輸出組件的所述第一輸出齒輪。所述第二接合鍵能夠在所述選擇器凸輪處于所述第二位置以將所述第二輸出齒輪與所述第二輸出軸接合的同時定位在所述選擇器凸輪的所述凹部內。所述第二輸出軸能夠在所述第二輸出齒輪聯(lián)接至所述第二輸出軸的同時響應于所述驅動電動機的所述驅動齒輪的旋轉而與所述第二輸出齒輪一起旋轉。所述第二輸出齒輪能夠在所述選擇器凸輪處于所述第一位置的同時相對于所述第二輸出軸旋轉。
在一些實施例中，所述第一接合鍵和所述第一輸出軸可以通過第一彈簧聯(lián)接。所述第一彈簧可以定位成將所述第一接合鍵朝向所述選擇器凸輪偏置。所述選擇器凸輪的所述壓縮表面可以定位成將所述第一接合鍵朝向所述第一輸出軸推動并且在所述第一接合鍵與所述選擇器凸輪的所述壓縮表面相接觸的同時在所述第一彈簧上施加壓縮力。
在某些實施例中，所述第一接合鍵可以包括從其延伸的凸緣并且所述第一輸出齒輪可以包括內齒。所述第一接合鍵的所述凸緣可以是能夠穿過限定于所述第一輸出軸中的狹槽在脫離位置和接合位置之間滑動的，以將所述第一輸出齒輪選擇性地接合于所述第一輸出軸。在所述接合位置中，所述第一接合鍵的所述凸緣可以接合于所述第一輸出齒輪的所述內齒和所述第一輸出軸的所述狹槽，使得所述第一輸出軸與所述第一輸出軸一起旋轉。在所述脫離位置中，所述第一接合鍵的所述凸緣可以接合于所述第一輸出軸的所述狹槽且與所述第一輸出齒輪間隔開，使得所述第一輸出齒輪相對于所述第一輸出軸旋轉。
所述第一接合鍵可以包括圓形末端，所述圓形末端構造成當所述選擇器凸輪在所述第一位置和所述第二位置之間移動時沿著所述選擇器凸輪的所述凹部的所述錐形側壁凸輪運動。
在某些實施例中，所述第二接合鍵和所述第二輸出軸可以通過第二彈簧聯(lián)接，所述第二彈簧定位成將所述第二接合鍵朝向所述選擇器凸輪偏置。所述選擇器凸輪的所述壓縮表面可以定位成將所述第二接合鍵朝向所述第二輸出軸推動并且在所述第二接合鍵與所述選擇器凸輪的所述壓縮表面相接觸的同時在所述第二彈簧上施加壓縮力。
在一些實施例中，所述第二接合鍵可以包括從其延伸的凸緣并且所述第二輸出齒輪可以包括內齒。所述第二接合鍵的所述凸緣可以是能夠穿過限定于所述第二輸出軸中的狹槽在脫離位置和接合位置之間滑動的，以將所述第二輸出齒輪選擇性地接合于所述第二輸出軸。在所述接合位置中，所述第二接合鍵的所述凸緣可以接合于所述第二輸出齒輪的所述內齒和所述第二輸出軸的所述狹槽，使得所述第二輸出軸與所述第二輸出軸一起旋轉。在所述脫離位置中，所述第二接合鍵的所述凸緣可以接合于所述第二輸出軸的所述狹槽且與所述第二輸出齒輪間隔開，使得所述第二輸出齒輪相對于所述第二輸出軸旋轉。
在某些實施例中，所述第二接合鍵包括圓形末端，并且所述圓形末端構造成當所述選擇器凸輪在所述第一位置和所述第二位置之間移動時沿著所述選擇器凸輪的所述凹部的所述錐形側壁凸輪運動。
所述機電手術系統(tǒng)可以包括第三輸出組件，該第三輸出組件包括第三輸出軸和第三輸出齒輪。所述第三輸出軸可以通過第三接合鍵選擇性地聯(lián)接至所述第三輸出齒輪。所述第三輸出齒輪可以接合于所述第一輸出組件的所述第一輸出齒輪。所述第三接合鍵可以是能夠在所述選擇器凸輪處于所述第三位置以將所述第三輸出齒輪與所述第三輸出軸接合的同時定位在所述選擇器凸輪的所述凹部內的。所述第三輸出軸可以是能夠在所述第三輸出齒輪接合于所述第三輸出軸的同時響應于所述驅動電動機的所述驅動齒輪的旋轉而與所述第三輸出齒輪一起旋轉的。所述第三輸出齒輪可以是能夠在所述選擇器凸輪處于所述第一位置和所述第二位置的同時相對于所述第三輸出軸旋轉的。
在一些實施例中，所述第三接合鍵和所述第三輸出軸可以通過第三彈簧聯(lián)接。所述第三彈簧可以定位成將所述第三接合鍵朝向所述選擇器凸輪偏置。
所述選擇器凸輪的所述壓縮表面可以定位成將所述第三接合鍵朝向所述第三輸出軸推動并且在所述第三接合鍵與所述選擇器凸輪的所述壓縮表面相接觸的同時在所述第三彈簧上施加壓縮力。
在某些實施例中，所述第三接合鍵可以包括從其延伸的凸緣并且所述第三輸出齒輪包括內齒。所述第三接合鍵的所述凸緣可以是能夠穿過限定于所述第三輸出軸中的狹槽而在脫離位置和接合位置之間滑動的，以將所述第三輸出齒輪選擇性地接合于所述第三輸出軸。在所述接合位置中，所述第三接合鍵的所述凸緣可以接合于所述第三輸出齒輪的所述內齒和所述第三輸出軸的所述狹槽，使得所述第三輸出齒輪和所述第三輸出軸一起移動。在所述脫離位置中，所述第三接合鍵的所述凸緣可以接合于所述第三輸出軸的所述狹槽且與所述第三輸出齒輪間隔開，使得所述第三輸出齒輪相對于所述第三輸出軸旋轉。
根據(jù)本公開的另一方案，一種機電手術系統(tǒng)包括：接合器組件，其具有近側端和遠側端；末端執(zhí)行器，其可移除地聯(lián)接至所述接合器組件的所述遠側端；以及手柄組件，其聯(lián)接至所述接合器組件的所述近側端。所述接合器組件可以通過彈簧加載按鈕或彈簧加載頂銷中的一者或兩者可移除地聯(lián)接至所述手柄組件。
所述手柄組件包括：驅動電動機；驅動齒輪，其聯(lián)接至所述驅動電動機；選擇器凸輪，其限定凹部；以及選擇器電動機，其延伸至選擇器齒輪。所述選擇器齒輪可以定位成使所述選擇器凸輪在第一位置和第二位置之間移動。所述手柄組件進一步包括第一輸出組件和第二輸出組件。
第一輸出組件包括第一輸出軸和第一輸出齒輪。所述第一輸出齒輪可以是能夠與所述驅動電動機的所述驅動齒輪一起旋轉的。所述第一輸出軸可以是能夠在所述選擇器凸輪處于所述第一位置的同時與所述第一輸出齒輪一起旋轉的。
第二輸出組件包括第二輸出軸和第二輸出齒輪。所述第二輸出齒輪可以接合于所述第一輸出組件的所述第一輸出齒輪。所述第二輸出軸可以是能夠在所述選擇器凸輪處于所述第二位置的同時與所述第二輸出齒輪一起旋轉的。
在一些實施例中，所述第一輸出軸和所述第二輸出軸中的一個或兩個通過接合鍵選擇性地聯(lián)接至所述第一輸出齒輪和所述第二輸出齒輪中的相應一個。
根據(jù)本公開的又一方案，一種機電手術系統(tǒng)包括接合器組件、末端執(zhí)行器和手柄組件。
所述接合器組件具有近側端和遠側端。所述接合器組件的所述近側端可以包括第一輸入聯(lián)接器和第二輸入聯(lián)接器。裝載單元可以被可移除地聯(lián)接至所述接合器組件的所述遠側端并且可操作地聯(lián)接至所述接合器組件的所述第一輸入聯(lián)接器和所述第二輸入聯(lián)接器。所述手柄組件聯(lián)接至所述接合器組件的所述近側端。
在一些實施例中，所述手柄組件包括：驅動電動機；驅動齒輪，其聯(lián)接至所述驅動電動機；選擇器凸輪，其限定凹部；以及選擇器電動機，其延伸至選擇器齒輪。所述選擇器齒輪可以定位成使所述選擇器凸輪在第一位置和第二位置之間移動。所述手柄組件可以包括：第一輸出齒輪，其能夠與所述驅動電動機的所述驅動齒輪一起旋轉；第一輸出軸，其能夠與所述第一輸出齒輪一起旋轉并且在所述選擇器凸輪處于所述第一位置的同時聯(lián)接至所述接合器組件的所述第一輸入聯(lián)接器以驅動所述第一輸入聯(lián)接器；第二輸出齒輪，其與所述第一輸出齒輪接合；以及第二輸出軸，其能夠與所述第二輸出齒輪一起旋轉并且在所述選擇器凸輪處于所述第二位置的同時聯(lián)接至所述接合器組件的所述第二輸入聯(lián)接器以驅動所述第二輸入聯(lián)接器。
下面參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例的更多的細節(jié)和方案。
附圖說明
包含在說明書中并構成說明書的一部分的附圖示出了本公開的實施例，并且與上面給出的對本公開的大致描述以及下面給出的對實施例的詳細描述一起用于解釋本公開的原理，其中：
圖1是根據(jù)本公開的原則的機電手術系統(tǒng)的立體圖，為了清楚而以虛線示出的示例性裝載單元連接至該機電手術系統(tǒng)；
圖2是圖1的機電手術系統(tǒng)在部件分離時的立體圖；
圖3是圖1的機電手術系統(tǒng)的手柄組件在部件分離時的立體圖；
圖4是圖3的手柄組件的手柄支座的立體圖；
圖5是圖3的手柄組件的電動機組件的放大立體圖，其中手柄組件的手柄外殼為了清楚而以虛線示出；
圖6是圖5的電動機組件的放大立體圖；
圖7是圖5和圖6的電動機組件的放大立體圖，其中其選擇器電動機為了清楚而以虛線示出；
圖8是圖5和圖6的電動機組件的遠側部的放大立體圖，其中其驅動電動機為了清楚而被移除；
圖9是圖5至圖7的電動機組件的選擇器凸輪的放大立體圖；
圖10是圖5至圖7的電動機組件的輸出組件在部件分離時的立體圖；
圖11和圖12是圖10的輸出組件的漸進圖，其圖示出輸出組件在第一位置和第二位置之間移動；
圖13是圖1的機電手術系統(tǒng)的接合器組件的放大后視立體圖；
圖14是沿著圖13中所示的剖面線14-14截取的圖13的接合器組件的截面圖；
圖15是圖13的接合器組件的接合器釋放按鈕的放大立體圖；
圖16是沿著圖13中所示的剖面線16-16截取的圖13的接合器組件的截面圖；
圖17是圖3和圖13的手柄組件和接合器組件在部件分離時的立體圖；
圖18至圖24是示出圖13的接合器組件被連接至圖3的手柄組件的漸進圖；
圖25是圖1中所示的示例性裝載單元的示例性末端執(zhí)行器在部件分離時的立體圖；
圖26a和圖26b是圖示出圖25的示例性末端執(zhí)行器被附接至圖1的機電手術系統(tǒng)的漸進圖。
具體實施方式
本公開的機電手術系統(tǒng)包括以動力手持式機電器械的形式的手術裝置，其構造用于選擇性地附接至多個不同的末端執(zhí)行器，這些末端執(zhí)行器均被構造用于由動力手持式機電手術器械致動和操縱。具體地，當前描述的機電手術系統(tǒng)包括接合器組件，其將動力手持式機電手術器械與多個不同的末端執(zhí)行器互連用于實現(xiàn)這些末端執(zhí)行器的致動和/或操縱。
本公開的機電手術系統(tǒng)、手術裝置/手柄組件、接合器組件和/或末端執(zhí)行器/裝載單元的實施例參照附圖進行詳細描述，其中相同附圖標記在若干附圖的每幅圖中表示相同或對應的元件。正如在此使用的，術語“遠側”或“前緣”指代系統(tǒng)、組件、裝置、和/或其部件的較遠離用戶的部分，而術語“近側”或“后緣”指代系統(tǒng)、組件、裝置、和/或其部件的較靠近用戶的部分。正如在此使用的，術語“臨床醫(yī)生”指代醫(yī)生、護士或其他護理提供者并且可以包括支持人員。正如在此使用的，術語“受驗者”指代人類患者或其他動物。
現(xiàn)在轉向圖1和圖2，根據(jù)本公開的機電手術系統(tǒng)(總體上被稱為10)包括以動力手持式機電器械形式的手術裝置或手柄組件100和接合器組件200。手柄組件100被構造用于選擇性連接于接合器組件200，并且接合器組件200被構造成用于可移除地連接至包括末端執(zhí)行器302的裝載單元300(例如，多次使用裝載單元或單次使用裝載單元)和/或直接連接至末端執(zhí)行器302?？傊?，手柄組件100和接合器組件200可以配合以致動裝載單元300和/或末端執(zhí)行器302。手柄組件100、接合器組件200和裝載單元300(和/或末端執(zhí)行器302)限定穿過其中的縱向軸線“l(fā)”。
為了簡潔起見，盡管在此將裝載單元300(和/或末端執(zhí)行器302)描述為包括手術吻合部件，但本公開的裝載單元300(和/或末端執(zhí)行器302)可以包括或者適于包括任意類型的手術部件。例如，裝載單元300(和/或末端執(zhí)行器302)或其部件可以包括但不限于手術吻合器、手術施夾器、手術抓取裝置等的中一個或多個部件。
如圖3中所示，手柄組件100包括手柄外殼102，該手柄外殼102具有手柄部102a和從手柄部102a橫向延伸的本體部102b。開關塊組件104可移除地安裝在手柄部102a上，并且包括可操作以激活機電手術系統(tǒng)10的某種功能(諸如發(fā)射、旋轉、關節(jié)式運動和/或提供安全鎖)的各種開關或致動器104a至104c。例如，如下面更詳細描述的，在機電手術系統(tǒng)10的部件聯(lián)接在一起的同時，致動器104a可以被按壓以發(fā)射裝載單元300(和/或末端執(zhí)行器302)。在實施例中，致動器104a至104c中的一個或多個可以聯(lián)接至或支撐一個或多個磁體(未示出)，用于產生磁場和/或將電信號傳遞至布置在手柄組件100的手柄部102a和/或本體部102b內的傳感器。電源組件106通過密封組件108安裝在手柄部102a中。電源組件106包括彼此電耦合的電池組106a和電路板106b。電路板106b可以支撐任意數(shù)量或類型的電氣部件，諸如電感器106c、傳感器106d(例如，霍爾效應傳感器)、電線、芯片、電阻器、電容器等。這些電氣部件可以彼此和/或與致動器104a至104c電連通。
密封組件108安裝至手柄部102a，并且包括聯(lián)接在一起以將電源組件106支撐在手柄部102a內的密封板108a、扭鎖板108b和蓋板108c。
下面更詳細地描述的驅動組件110被支撐在本體部102b中，并且包括手柄支座112，所述手柄支座112支撐與電源組件106電連通的一個或多個天線114、116和一個或多個電路板118a、118b(例如，具有如上參照電路板106b描述的任意數(shù)量和/或類型的電氣部件)。天線114、116和/或電路板118a、118b(和/或電路板106b)可以與機電手術系統(tǒng)10的任意部件中的一個或多個有線地和/或無線地耦合。手柄支座112還支撐電動機組件120，該電動機組件120與天線114、116和/或電路板118a、118b電耦合，在開關塊組件104的開關104a至104c中的一個或多個致動時，天線114、116和/或電路板118a、118b可以用以激活電動機組件120或其部件。一個或多個天線114、116可以被構造為與諸如云系統(tǒng)(未示出)和/或其他遠程系統(tǒng)(例如，計算機、機器人等)的遠程系統(tǒng)電通信(例如，發(fā)送和/或接收信號)。
如圖4中所示，手柄支座112限定穿過其中的第一窗口112a和第二窗口112b和從其向遠側延伸的對準銷112c。接合齒112d位于相應的第一窗口112a和第二窗口112b的每一個的遠側。每個接合齒112d限定朝向其相應的窗口112a、112b成錐形的遠側表面112e。每個接合齒112d還包括近側肩部112f。
對于可以與當前描述的機電手術系統(tǒng)10或其部件組合和/或互換或適于與其一起使用的類似的手術裝置及其部件的更詳細的描述，可以參考于2014年10月22日提交的美國臨時專利申請序列號62/066,996、國際公開號wo2009/039506和美國專利申請公開號2011/0121049，其各自的全部內容通過引用并入本文。
現(xiàn)在轉向圖5至圖9，電動機組件120包括驅動電動機組件122、支撐在驅動電動機組件122上的安裝板124、可旋轉地支撐在驅動電動機組件122上、鄰近安裝板124的選擇器凸輪126、聯(lián)接至選擇器凸輪126的選擇器電動機128，以及聯(lián)接至驅動電動機組件122的輸出組件130。
與電路板106b、118a、118b和/或天線116電耦合的驅動電動機組件122包括單個電動機122a、從電動機122a向遠側延伸的軸122b以及驅動齒輪122c。軸122b具有非圓形橫截面。軸122b的橫截面可以具有任意合適的橫截面構造(例如，星形、三角形、六角形、d形等)。驅動齒輪122c限定接收驅動電動機組件122的軸122b的開口122d，使得驅動齒輪122c在電動機122a致動時與軸122b一起如箭頭“a”所示地旋轉。開口122d可以具有任意合適的構造。在實施例中，開口122d與軸122b的橫截面互補。驅動齒輪122c還限定圍繞其外表面的齒122e，齒122e與輸出軸組件130接合以在其上施加來自電動機122a的驅動力。
安裝板124包括使用任意已知的緊固技術(諸如焊接、緊固、壓配合等)而固定在一起的第一安裝板124a和第二安裝板124b。例如，第一安裝板124a和第二安裝板124b可以通過緊固件124c固定一起。驅動電動機組件122延伸穿過形成在第一安裝板124a中的擴大的第一孔124e和限定在第二安裝板124b中的第二孔124d，以將驅動電動機組件122的電動機122a接收在其中并支撐驅動電動機組件122。
選擇器凸輪126聯(lián)接至選擇器電動機128并且鄰近且接觸第二安裝板124b的遠側表面124f地安裝在驅動電動機組件122上。如由圖7中箭頭“b”所示的，選擇器凸輪126圍繞驅動電動機組件122徑向旋轉，如下面更詳細描述的。參照圖9，選擇器凸輪126包括本體部126a和齒輪部126b。齒輪部126b固定至本體部126a或以其他方式形成在本體部126a中，并且包括從齒輪部126b延伸的齒126c。齒126c示出為關于齒輪部126b布置成弓形構造，但是可以布置成任意合適的構造。選擇器凸輪126的本體部126a限定具有錐形側壁126e的凹部126d。本體部126a還包括定位在齒輪部126b和凹部126d之間的壓縮表面126f。
如圖7中所示，選擇器電動機128包括選擇器齒輪128a或可旋轉地支撐選擇器齒輪128a，選擇器齒輪128a具有與選擇器凸輪126的齒126c接合的齒128b。選擇器電動機128使選擇器齒輪128a旋轉以使選擇器凸輪126在第一位置、第二位置和第三位置之間關于驅動電動機組件122旋轉，如下面更詳細地描述的。
同樣參照圖8，電動機組件120包括具有第一輸出組件130a、第二輸出組件130b和第三輸出組件130c的輸出組件130。
參照圖10至圖12，第一輸出組件130a、第二輸出組件130b和第三輸出組件130c(參見圖7和圖8)中的每一個限定縱向軸線“x”，并且包括相應的輸出軸132、彈簧134、接合鍵136和輸出齒輪138。輸出軸132包括在其中限定彈簧孔口132b的軸體132a和沿其的狹槽132c。輸出軸132的彈簧孔口132b將彈簧134的第一端134a接收在其中。輸出軸132的軸體132a包括第一環(huán)形肩部132d、第二環(huán)形肩部132e和第三環(huán)形肩部132f，所述環(huán)形肩部在相對于彼此間隔開的位置處圍繞軸體132a的外表面徑向延伸。軸體132a的第一環(huán)形肩部132d定位在第二環(huán)形肩部132e和第三環(huán)形肩部132f之間，并且用以限制輸出齒輪138沿著軸體132a的軸向運動。軸體132a的第二環(huán)形肩部132e定位在第一環(huán)形肩部132d和第三環(huán)形肩部132f的遠側并且用以在其上支撐遠側軸承140a。軸體132a的第三環(huán)形肩部132e定位在第一和第二肩部132f的近側并且用以在其上支撐近側軸承140b(例如，參見圖8)。輸出軸132的狹槽132c從接收彈簧134的軸體132a的開口近側端132g延伸并穿過肩部132d，以將肩部132d分成兩個分開和分立的部分，所述兩個分開和分立的部分具有在其間限定的用于接合鍵136的聯(lián)接區(qū)域133。輸出軸132f的狹槽132c通過軸體132a的相對側表面開口，并且包括鄰近第二肩部132e并在其近側的封閉的遠側端132h。
輸出軸132包括從軸體132a向遠側延伸的驅動頭132i。驅動頭132i可具有任意合適的非圓形構造，諸如三角形構造、正方形構造、六角形構造等。
每個輸出組件130的接合鍵136在其近側端處包括圓形尖端136a，并且在其遠側端中限定彈簧孔口136b。彈簧孔口136b將彈簧134的第二端134b接收在其中，以在輸出軸132和接合鍵136之間支撐彈簧134。接合鍵136還包括從接合鍵136的遠側端的側表面橫向向外延伸的凸緣136c、136d。接合鍵136的凸緣136c、136d能夠在輸出軸132的相對側上滑動通過輸出軸132的狹槽132c。彈簧134構造成使接合鍵136在近側方向上(例如，遠離輸出軸132)朝向選擇凸輪126偏置。
每個輸出組件130的輸出齒輪138包括從其外表面延伸的外齒138a和從其內表面延伸到通過輸出齒輪138限定的開口138c中的內齒138b。輸出齒輪138的相鄰內齒138b間隔開以將接合鍵136的凸緣136c、136d選擇性地接收在其中。
如下面更詳細地描述的，在接合鍵136相對于輸出齒輪138的脫離位置(例如，解鎖)中，接合鍵136的凸緣136c、136d相對于縱向軸線“x”從輸出齒輪138的內齒138b向其遠側縱向偏移，如圖1中所示的，使得輸出齒輪138可以關于接合鍵136和輸出軸132并相對于縱向軸線“x”旋轉，如由箭頭“b”所示的。具體來說，當接合鍵136處于脫離位置時，輸出齒輪138獨立于接合鍵136和輸出軸132。
如圖12中所示，在接合鍵136相對于輸出齒輪138的接合位置(例如，鎖定)中，接合鍵136的凸緣136c、136d部分地布置在輸出齒輪138的內齒138b之間(例如，相對于縱向軸線“x”部分地縱向對齊)，同時部分地定位在輸出軸132的肩部132d的聯(lián)接區(qū)域133內。在接合鍵136的接合位置中，輸出軸132和輸出齒輪138被鎖定在一起并能夠一起移動。更具體地，輸出軸132、接合鍵136和輸出齒輪138關于縱向軸線“x”一起旋轉，如由箭頭“c1”、“c2”和“c3”所示的。
現(xiàn)在轉向圖13，接合器組件200在接合器組件200的近側端處包括近側外殼200a。近側外殼200a的近側端選擇性地固定至手柄組件100的遠側端。接合器組件200包括從近側外殼200a向遠側延伸的遠側外殼200b以及從遠側外殼200b向遠側延伸到遠側端的外管200c。
現(xiàn)在參照圖14，接合器組件200的近側外殼200a支撐由彈簧202a(參見圖19)彈簧偏置的頂銷202。近側外殼200a限定了在接合器組件200聯(lián)接至手柄組件100(參見圖17)期間接收手柄支座112的對準銷112c的對準孔口204。近側外殼200a還支撐由彈簧208彈簧偏置的彈簧加載按鈕206。如圖15中所示，彈簧加載按鈕206包括延伸到成角度表面206c的小塊(nub)206a、206b。小塊206a、206b可分別容納在手柄支座112的窗口112a、112b(參見圖4)內，以將接合器組件200固定至手柄組件100，如下面更詳細描述的。
同樣參照圖16，接合器組件200的輸入聯(lián)接器210包括由近側外殼200a支撐并且通過聯(lián)接至旋轉支座212a的彈簧212沿著近側方向彈簧偏置(如由箭頭“d1”所示的)的第一輸入聯(lián)接器210a、第二輸入聯(lián)接器210b和第三輸入聯(lián)接器210c。如由箭頭“d2”所示的，彈簧212可以克服彈簧212的偏置力而在遠側方向上被壓縮。如圖14中所示，每個輸入聯(lián)接器210限定了穿過其中的非圓形通道211，所述非圓形通道211可以具有任意合適的橫截面構造(例如，星形、三角形、六角形、d形等)。參照圖17，第一輸入聯(lián)接器210a、第二輸入聯(lián)接器210b和第三輸入聯(lián)接器210c分別定位成與手柄組件100的輸出軸130a、130b、130c互補。
繼續(xù)參照圖16，第一輸入聯(lián)接器210a聯(lián)接至接合器組件200的發(fā)射軸214的近側段214a，并且可與第一輸入聯(lián)接器210a一起旋轉，如由箭頭“r1”所示。發(fā)射軸214由布置在遠側外殼200b中的軸承216支撐并且包括具有近側端和遠側端的螺紋遠側段214b。螺紋遠側段214b的近側端聯(lián)接至螺紋套管組件215，并且螺紋遠側段214b的遠側端聯(lián)接至裝載單元300(和/或末端執(zhí)行器302)。
螺紋套管組件215包括螺紋聯(lián)接至張緊套管215b的支撐套管215a。張緊套管215b可以聯(lián)接至向遠側延伸到外管200c的遠側端的連接構件215c(例如，纜線、桿等)，以在聯(lián)接至裝載單元300(和/或末端執(zhí)行器302)時操縱接合器組件200的外管200c的遠側端。例如，連接構件215c可以聯(lián)接至萬向節(jié)(未示出)等，以便于裝載單元300(和/或末端執(zhí)行器302)相對于接合器組件200的關節(jié)式運動。可以與當前描述的機電手術系統(tǒng)10一起使用或適于與其一起使用的示例性萬向節(jié)的更詳細的描述，可參考于2014年4月21日提交的美國專利申請序列號14/257,063，其全部內容通過引用并入本文。
接合器組件200的第二輸入聯(lián)接器210b聯(lián)接至接合器組件200的旋轉軸218，并且如由箭頭“r2”所示的，旋轉軸218能夠與第二輸入聯(lián)接器210b一起旋轉。旋轉軸218包括支撐在旋轉軸218的遠側端上的旋轉齒輪218a。旋轉齒輪218a與固定至遠側殼體200b的旋轉齒圈220接合。旋轉軸218通過支撐框架222和旋轉軸承224進一步支撐在遠側殼體200b中。旋轉軸承224使得遠側殼體200b能夠響應于第二輸入聯(lián)接器210b和旋轉軸218的同時旋轉而旋轉。在使用中，在遠側外殼200b固定至外管200c并且外管200c聯(lián)接至裝載單元300(和/或末端執(zhí)行器302)的情況下，遠側外殼200b的旋轉使裝載單元300(和/或末端執(zhí)行器302)關于縱向軸線“l(fā)”旋轉，如由箭頭“e”所示的。
接合器組件200的第三輸入聯(lián)接器210c聯(lián)接至可如由箭頭“r3”所示的與第三輸入聯(lián)接器210c能夠一起旋轉的關節(jié)式運動軸226的近側端226a。關節(jié)式運動軸226的遠側端226b螺紋聯(lián)接至固定至內管200d的近側端的關節(jié)式運動套管228。接合器組件200的內管200d的遠側端可操作地聯(lián)接至裝載單元300(和/或末端執(zhí)行器302)。響應于關節(jié)式運動軸226的旋轉，關節(jié)式運動套管228能夠如由箭頭“f”所示的沿著縱向軸線“l(fā)”軸向滑動，以執(zhí)行諸如裝載單元300(和/或末端執(zhí)行器302)相對于接合器組件200關節(jié)式運動的功能。
螺紋發(fā)射軸214、旋轉軸218和/或關節(jié)式運動軸226的近側端可以具有任意合適的橫截面構造(例如，星形、三角形、六角形、d形等)，并且可以與各個輸入聯(lián)接器210的非圓形通道211互補，以使得當彈簧212定位在壓縮狀態(tài)(例如，參見圖16中的輸入聯(lián)接器210b的彈簧212)和未壓縮狀態(tài)(例如，參見圖16中的輸入聯(lián)接器210a、210c的彈簧212)之間時，輸入聯(lián)接器210能夠沿著相應的軸214、218、226的近側端滑動，例如，以便于手柄組件100和接合器組件200的聯(lián)接和/或分離，如下面更詳細地描述的。
如圖17至圖24中所示，為了將接合器組件200固定至手柄組件100，接合器組件200的近側外殼200a的部件與手柄支座112的部件對準，使得手柄組件100和接合器組件200可以在其接近時被聯(lián)接。特別地，手柄組件100的手柄支座112的對準銷112c被接收在接合器組件200的近側外殼200a的對準孔口204中，并且手柄組件100的第一輸出組件130a、第二輸出組件130b和第三輸出組件130c被分別接收在接合器組件200的第一輸入聯(lián)接器210a、第二輸入聯(lián)接器210b和第三輸入聯(lián)接器210c內。此外，隨著彈簧加載按鈕206的彈簧208(圖14)朝向壓縮狀態(tài)向下壓縮，接合器組件200的彈簧加載按鈕206的成角度表面206c沿著手柄支座112的接合齒112d的錐形遠側表面112e凸輪運動。隨著頂銷202接觸手柄支座112的壓縮壁112g(參見圖20)，頂銷202的彈簧202a朝向其壓縮狀態(tài)壓縮。隨著彈簧加載按鈕206的小塊206a、206b凸輪運動經(jīng)過手柄支座112的接合齒112d，彈簧加載按鈕206的彈簧208朝向其未壓縮狀態(tài)偏置，使得彈簧加載按鈕206的小塊206a、206b可分別接收在手柄支座112的第一窗口112a和第二窗口112b中。在彈簧加載按鈕206的小塊206a、206b與手柄支座112的肩部112f接合的情況下，由處于其壓縮狀態(tài)的頂銷202的彈簧202a施加的彈簧偏置力通過增加彈簧加載按鈕206的小塊206a、206b和手柄支座112的肩部112f之間的接觸力來進一步支持接合，以使得接合器組件200和手柄組件100保持固定在一起。
為了將手柄組件100和接合器組件200彼此分離，按壓彈簧加載按鈕206以將小塊206a、206b從手柄支座112的肩部112f釋放，使得隨著彈簧202a將頂銷202朝向其初始延伸狀態(tài)(例如，未壓縮)偏置，由頂銷202的彈簧202a施加的壓縮力將手柄組件100和接合器組件200分離。
現(xiàn)在轉向圖25，示例性末端執(zhí)行器302包括砧座310和釘倉組件320，砧座310和釘倉組件320通過一對銷315a、315b而銷接在一起并且能夠在打開狀態(tài)和閉合狀態(tài)之間移動。砧座310和釘倉組件320配合以施加多個線性行的緊固件“f”(例如，吻合釘)。在某些實施例中，緊固件具有多種尺寸，并且在某些實施例中，緊固件具有多種長度或多行(例如，長度為約30mm、45mm和60mm)。
釘倉組件320包括固定至安裝部324的基部322、框架部326和釘倉部328，所述釘倉部328在其組織接合表面中限定多個緊固件保持狹槽328a和刀具狹槽328b。安裝部324在其近側端上具有配合表面324a、324b，并且在其中限定了接收通道324c，所述接收通道324c將框架部326、釘倉部328和緊固件發(fā)射組件330支撐在其中。釘倉組件320支撐接合砧座310的偏置構件340。
緊固件發(fā)射組件330包括與手柄組件100(圖1)電連通的電接觸構件332、軸承構件334、齒輪構件336和螺桿組件338。螺桿組件338包括絲杠338a、驅動梁338b以及能與多個推動器構件338d接合的致動滑塊338c。
釘倉組件320還支撐一對柱塞組件350a、350b。該對柱塞組件350a、350b中的每一個包括彈簧352、柱塞354和將每個柱塞組件固定至安裝部324的銷356。柱塞組件350a、350b與釘倉部328的近側端配合以便于將釘倉部328固定在安裝部324內。
如圖26a和圖26b中所示，接合器組件200可以包括遠側聯(lián)接構件200e，所述遠側聯(lián)接構件200e具有遠側齒輪200g并且固定至外管200c的遠側端。聯(lián)接構件200e和遠側齒輪200g使得末端執(zhí)行器302能夠固定至外管200c的遠側端。
對于可與當前描述的機電手術系統(tǒng)10一起使用或適于與其一起使用的類似的末端執(zhí)行器、聯(lián)接構件及其部件的更詳細描述，可參考于2014年4月21日提交的美國專利申請序列號14/257,063，其全部內容通過引用并入本文，如上所指出的。
再次參照圖1至圖25，一旦機電手術系統(tǒng)10的部件聯(lián)接在一起，手柄組件100的致動器104a至104c中的一個或多個可以被操縱以使得手柄組件100的驅動組件110能夠操作裝載單元300(和/或末端執(zhí)行器302)。
選擇器電動機128是能致動的以使選擇器凸輪128在第一位置或發(fā)射狀態(tài)、第二位置或旋轉狀態(tài)和第三位置或關節(jié)式運動狀態(tài)之間旋轉。在發(fā)射狀態(tài)、旋轉狀態(tài)和關節(jié)式運動狀態(tài)中的每一個狀態(tài)中，第一輸出組件130a、第二輸出組件130b和第三輸出組件130c中的一個被接收在選擇器凸輪126的凹部126d內并且布置在接合位置(例如，延伸)，而第一輸出組件130a、第二輸出組件130b和第三輸出組件130c的其它兩個輸出組件與選擇器凸輪126的凹部126d分離并且布置在脫離位置(例如，壓縮)。
在接合位置中，第一輸出組件130a、第二輸出組件130b和第三輸出組件130c的一個相應輸出組件的接合鍵136從相應輸出組件的輸出軸132延伸，使得相應接合鍵136的凸緣136d、136c定位在相應輸出組件的輸出齒輪138的內齒138b之間以及定位相應輸出組件130a的輸出軸132的聯(lián)接區(qū)域133中。
在脫離位置中，第一輸出組件130a、第二輸出組件130b和第三輸出組件130c的兩個輸出組件的接合鍵136的圓形末端136a與選擇器凸輪126的壓縮表面126f接觸并且抵著其被壓縮，使得兩個相應的輸出組件的凸緣136d、136c從兩個相應的輸出組件的輸出齒輪138的內齒138b向其遠側縱向偏移。
在第一輸出組件130a的輸出齒輪138的齒138a同時與驅動齒輪122c的齒122c以及相應的第二輸出組件130b和第三輸出組件130c的輸出齒輪138的齒138a嚙合的情況下，驅動齒輪122c的旋轉使第一輸出組件130a、第二輸出組件130b和第三輸出組件130c的所有輸出齒輪138旋轉。然而，僅在接合位置中，相應的輸出組件可以驅動相應的輸出組件的相應的驅動頭132i。
為了在發(fā)射狀態(tài)、旋狀態(tài)轉和關節(jié)式運動狀態(tài)之間改變，選擇器電動機128的激活使選擇器凸輪128圍繞驅動電動機組件122旋轉，使得處于接合位置的一個輸出組件130a、130b或130c移動到脫離位置，而兩個脫離的輸出組件130a、130b和/或130c中的一個移動到接合位置，并且兩個脫離的輸出組件130a、130b和/或130c中的另一個從第一脫離位置移動到第二脫離位置。在接合位置和脫離位置之間的運動(例如，輸出組件130a、130b或130c中的一個從脫離位置移動到接合位置，并且輸出組件130a、130b或130c中的另一個從接合位置移動到脫離位置)使相應接合鍵136的圓形末端136a沿著選擇器凸輪126的凹部126d的錐形表面126e凸輪運動。輸出組件中的一個從第一脫離位置到第二脫離位置的移動導致第一輸出組件130a、第二輸出組件130b和第三輸出組件130c的圓形尖端136a沿著選擇器凸輪126的壓縮表面126f凸輪運動，同時保持相應的輸出組件處于壓縮狀態(tài)。
關于選擇器凸輪126的發(fā)射狀態(tài)，第一輸出組件130a布置在接合位置，而第二組件130b和第三組件130c布置在脫離位置，使得致動器104a可以被致動以發(fā)射裝載單元300(和/或末端執(zhí)行器302)。更具體地，致動器104a的按壓導致電動機122a使驅動齒輪122c旋轉。如果在按壓致動器104a之前選擇器凸輪126處于旋轉狀態(tài)或關節(jié)式運動狀態(tài)之一，則在致動電動機122a以使驅動齒輪122c旋轉之前，手柄組件100的電路板118a、118b與選擇器電動機128連通以使選擇器凸輪126旋轉到發(fā)射狀態(tài)，如上所述。一旦選擇器凸輪126處于發(fā)射狀態(tài)，則隨著驅動電動機組件122的驅動齒輪122c旋轉，第一輸出組件130a的輸出齒輪138使第一輸出組件130a的驅動頭132i旋轉，而第二輸出組件130b和第三輸出組件130c的輸出齒輪138圍繞它們各自的輸出軸132旋轉，使得第二輸出組件130b和第三輸出組件130c的驅動頭132i不旋轉。第一輸出組件130a的驅動頭132i的旋轉使接合器組件200的第一輸入聯(lián)接器210a旋轉，以使發(fā)射軸214旋轉。發(fā)射軸214的旋轉導致末端執(zhí)行器302的絲杠338a旋轉并將驅動梁338b和致動滑塊338c沿著砧座組件310和釘倉組件320向遠側推進以便發(fā)射緊固件“f”。
關于選擇器凸輪126的旋轉狀態(tài)，第二輸出組件130b布置在接合位置，而第一輸出組件130a和第二輸出組件130b布置在脫離位置，使得致動器104c可以被旋轉，以使裝載單元300(和/或末端執(zhí)行器302)相對于手柄組件100關于縱向軸線“l(fā)”旋轉。更具體地，致動器104c的旋轉導致電動機122a使驅動齒輪122c旋轉。如果選擇器凸輪126在致動器104c旋轉之前處于發(fā)射狀態(tài)或關節(jié)式運動狀態(tài)之一，則在致動電動機122使驅動齒輪122c旋轉之前，手柄組件100的電路板118a、118b與選擇器電動機128連通，以使選擇器凸輪126旋轉到旋轉狀態(tài)，如上所述。一旦選擇器凸輪126處于旋轉狀態(tài)，則隨著驅動電動機組件120的驅動齒輪122c旋轉，第二輸出組件130b的輸出齒輪138使第二輸出組件130a的驅動頭132i旋轉，同時第一輸出組件130a和第三輸出組件130c的輸出齒輪138圍繞它們各自的輸出軸132旋轉，使得第二輸出組件130b和第三輸出組件130c的驅動頭132i不旋轉。第二輸出組件130b的驅動頭132i的旋轉使接合器組件200的第二輸入聯(lián)接器210b旋轉，以使旋轉軸218旋轉。隨著旋轉軸218旋轉，旋轉軸218的旋轉齒輪218a轉動旋轉齒圈220，并且使接合器組件200的遠側外殼200b和外管200c旋轉。外管200的旋轉導致裝載單元300(和/或末端執(zhí)行器302)關于縱向軸線“l(fā)”旋轉。
關于選擇器凸輪126的關節(jié)式運動狀態(tài)，第三輸出組件130c布置在接合位置，而第一輸出組件130a和第二輸出組件130b布置在脫離位置，使得致動器104a可以相對于手柄組件100橫向移動(例如，左側或右側)，以使裝載單元300(和/或末端執(zhí)行器302)相對于縱向軸線“l(fā)”并相對于手柄組件100和接合器組件200關節(jié)式運動。更具體地，致動器104a相對于手柄組件100的橫向移動導致電動機122a使驅動齒輪122c旋轉。如果選擇器凸輪126在橫向移動致動器104a之前處于旋轉狀態(tài)或發(fā)射狀態(tài)之一，則在致動電動機122a使驅動齒輪122c旋轉之前，手柄組件100的電路板118a、118b與選擇器電動機128連通，以將選擇器凸輪126旋轉到關節(jié)式運動狀態(tài)，如上所述的。一旦選擇器凸輪126處于關節(jié)式運動狀態(tài)，則隨著驅動電動機組件120的驅動齒輪122c旋轉，第三輸出組件130c的輸出齒輪138使第三輸出組件130c的驅動頭132i旋轉，同時第一輸出組件130a和第二輸出組件130b的輸出齒輪138圍繞它們各自的輸出軸132旋轉，使得第一輸出組件130a和第二輸出組件130b的驅動頭132i不旋轉。第三輸出組件130c的驅動頭132i的旋轉使接合器組件200的第三輸入聯(lián)接器210c旋轉，以使關節(jié)式運動軸226旋轉。隨著關節(jié)式運動軸226旋轉，關節(jié)式運動套管228沿著縱向軸線“l(fā)”軸向滑動，以使內管200d相對于外管200c軸向移動并導致裝載單元300(和/或末端執(zhí)行器302)相對于接合器組件200和縱向軸線“l(fā)”關節(jié)式運動。
考慮到強度、耐久性、耐磨性、重量、耐腐蝕性、制造容易性、制造成本等，本文所述的任意部件可以由金屬、塑料、樹脂、復合材料等中的任一種制造。
還可以想到，本文所述的任意可旋轉部件可以關于其各自的縱向軸線在順時針方向和/或逆時針方向上旋轉。
在實施例中，本文所述的任意部件(例如裝載單元和/或接合器)可包括電聯(lián)接至手柄組件100的電路板/控制器的一個或多個微芯片，例如單線微芯片(例如，可從加利福尼亞州的圣何塞的maximintegratedtm獲得的型號為ds2465、ds28e15和/或ds2432的微芯片)。示例性的單線微芯片示出并描述于美國專利第6,239,732號中，其全部內容通過引用并入本文。這些芯片中的任一個可以包括加密認證(例如，suluid)和/或可以是單線兼容的。
本領域技術人員將理解，本文具體描述和附圖中示出的結構和方法是非限制性的示例性實施例，并且描述、公開和附圖應當僅被解釋為特定實施例的示例。因此，應當理解，本公開不限于所描述的精確實施例，并且在不脫離本公開的范圍或構思的情況下，本領域技術人員可以實現(xiàn)各種其它改變和修改。另外，在不脫離本公開的范圍的情況下，結合某些實施例示出或描述的元件和特征可以與某些其它實施例的元件和特征組合，并且這樣的修改和變化也包括在本公開的范圍內。因此，本公開的主題不限于已經(jīng)具體示出和描述的內容。