[发明专利]模块化的力传感器

权利要求书

1.一种模块化力传感器设备，其包含：

管，该管包括近侧管部分、远侧管部分和在所述近侧管部分与所述 远侧管部分之间延伸的第三管部分，

其中所述近侧管部分被配置为可操作地耦连到外科器械的轴， 所述外科器械的所述轴被配置为可操作地耦连到机器人外科系统的操纵 器臂；

其中所述远侧管部分被配置为支持安装所述外科器械的腕关节 到所述管的远端，且所述腕关节被耦连到所述外科器械的末端部分，且

其中所述第三管部分包括多个应变计，并且所述第三管部分相 对于所述近侧管部分是下陷的；以及

覆盖所述多个应变计的盖；

其中当安装到所述外科器械的轴上时，所述模块化力传感器设备 被定位在所述外科器械的远侧部分。

2.如权利要求1所述的设备，其中所述第三管部分包含与所述外科 器械的所述轴的材料不同的材料。

3.如权利要求1所述的设备，其中所述多个应变计包括四个一组的 两组八个应变计，每组中的每个所述应变计绕所述第三管部分间隔90度 放置。

4.如权利要求1所述的设备，其中所述多个应变计包括三个一组的 两组六个应变计，每组中的每个所述应变计绕所述第三管部分间隔120 度放置。

5.如权利要求1所述的设备，其中所述多个应变计包括绕所述第三 管部分间隔90度放置的四个应变计。

6.如权利要求1所述的设备，其中所述多个应变计包括绕所述第三 管部分间隔120度放置的三个应变计。

7.如权利要求1所述的设备，其中每个应变计沿平行于所述第三管 部分的纵向轴线的轴线与另一个应变计对齐。

8.如权利要求1所述的设备，其中每个所述应变计的主要应变感测 方向平行于所述第三管部分的纵向轴线被定向。

9.如权利要求1所述的设备，其中所述多个应变计选自由光纤电缆 型应变计、箔型应变计、表面声波型应变计以及半导体型应变计组成的 组。

10.如权利要求1所述的设备，其中应变计选自由法布里-珀罗应变 计和光纤布拉格光栅应变计组成的组。

11.如权利要求1所述的设备，其中所述盖由从由玻璃光纤、树脂以 及电屏蔽组成的组中选出的材料构成。

12.如权利要求1所述的设备，其中所述近侧管部分包括对准所述第 三管部分的纵向轴线的多个槽。

13.如权利要求1所述的设备，其中所述腕关节的偏航轴线和所述末 端部分的抓取轴线相同。

14.如权利要求1所述的设备，其中所述外科器械的所述末端部分选 自由夹钳、剪刀、抓紧器、持针器、微型解剖器、U形钉施夹钳、缝合 器、抽吸注入工具、血管夹施夹钳、切割刀片、烧灼探测器、灌注器、 导尿管以及抽吸口组成的组。

15.一种模块化力传感器设备，其包含：

内管，其包括：

具有多个应变计的管部分，

可操作地耦连到外科器械的轴的近侧管部分，其中所述外科器 械的所述轴被配置为可操作地耦连到机器人外科系统的操纵器臂；和

远侧管部分；以及

覆盖所述内管的外管，

其中所述外管固定地耦连到所述近侧管部分，

其中所述外管被配置用于安装所述外科器械的腕关节到所述外 管的远端，

其中所述腕关节被耦连到所述外科器械的末端部分，以便当所 述模块化力传感器设备被安装到所述外科器械的所述轴上时，所述模块 化力传感器设备被定位在所述外科器械的远侧部分，并且

其中所述外管可操作地耦连到所述内管的所述远侧管部分，以 便所述多个应变计在大体不干扰来自所述外管的轴向载荷的情况下感测 横向载荷。

16.权利要求15所述的设备，其中所述外管经由弹性材料可操作地 耦连到所述远侧管部分。