[发明专利]用于机器人控制的手术器械的紧凑致动构型和可扩展器械接纳器

说明书

一种机器人系统组件，该机器人系统组件包括：机器人操纵器，该机器人操纵器包括致动器组件；以及手术器械，该手术器械具有能够安装至致动器组件的基部本体。基部包括第一控制输入部和第二控制输入部，其中，第一控制输入部和第二控制输入部定位于基部的不同侧部上。致动器组件能够在打开位置与关闭位置之间移动，以促使移除和更换手术器械。当处于关闭位置时，致动器组件的驱动元件定位成驱动手术器械的第一控制输入部和第二控制输入部，以引起端部执行器运动或致动。

本申请是2019年12月31日提交的美国申请16/732,307的部分继续申请，该美国申请16/732,307要求以下美国临时申请的权益：2019年7月17日提交的US 62/874,988和2018年12月31日提交的US 62/787,254。该申请还要求下述美国临时申请号的权益：2019年7月17日提交的US 62/874,988、2019年7月17日提交的US 62/875,003、2019年7月17日提交的US 62/874,985以及2019年7月17日提交的US 62/874,982。

技术领域

本发明涉及手术装置和系统的领域，该手术装置和系统包括使用机电致动的那些手术装置和系统。

背景技术

市场上存在或正在开发各种类型的手术机器人系统。一些手术机器人系统使用多个机器人臂。每条臂承载手术器械或者承载用于从本体内捕获图像以显示在监视器上的照相机。典型的构型允许两个或三个器械和照相机由系统支承和操纵。系统的输入是基于来自位于主控制台处的外科医生的输入生成的，通常使用输入装置、比如输入手柄进行输入。基于用户输入控制手术器械和照相机的运动和致动。由照相机捕获的图像显示在外科医生控制台处的显示器上。控制台可以位于患者侧部、无菌区域内或无菌区域的外部。

机器人臂/操纵器包括通常位于臂的终端端部处的部分，该部分被设计成支承和操作手术装置组件。手术装置组件包括具有轴和位于轴上的远端端部执行器的手术器械。端部执行器能够定位在患者体内。

通常，器械轴上的近端壳体包括致动机构，该致动机构接收从驱动器械的功能的致动器传递的运动。端部执行器可以是用于手术的多种不同类型的端部执行器中的一种，包括但不限于具有以下特征中的一种或更多种特征的端部执行器：打开和关闭的夹爪、位于轴的远端端部处的以一个或更多个自由度弯曲或铰接的部段、相对于轴轴向滚动的梢部、相对于操纵器臂轴向滚动的轴。用于驱动端部执行器的运动的器械致动器通常位于机器人操纵器的终端部分中，上述器械致动器可能是马达或其他类型的马达(例如液压/气动马达)。在某些情况下，器械致动器定位于手术装置组件的近端壳体中，并且对于其他构型，一些器械致动器位于近端壳体中，而其他器械致动器位于机器人操纵器中。在后一示例中，端部执行器的一些运动可以使用位于操纵器的终端部分中的一个或更多个马达来驱动，而其他运动可以使用位于近端壳体中的马达来驱动。

在手术过程期间，这些器械是能够更换的，从而允许从操纵器中移除一个器械并用另一器械替换。将近端壳体与操纵器处的致动器界面接合可能涉及使用将器械刚性地对接至操纵器以便抵抗来自机器人和患者的外部力的机械卡扣、磁性接合件或滑动界面。存在与手术器械接合的机械界面。在该界面处，使用机器人操纵器内的器械致动器产生的运动被传递至近端壳体的一个或更多个机械输入部，以控制器械的自由度，并且如果适用的话，还控制器械的夹爪的打开关闭功能。该运动可以通过定位于无菌器械与非无菌操纵器臂之间的遮盖物来传递。在一些当前的机器人系统中，机械控制界面包括仅设置在器械的一个侧部或平面上的致动器。例如，在US 6491701中所示的构型中，接收机械运动的所有从动元件118都位于壳体108的在器械轴102的近端端部处的同一面上。