[发明专利]过载力机构

说明书

本申请要求于2010年1月27日提交的美国临时专利申请No.61/298,784的优先权。本申请还涉及申请人的于2011年1月21日提交的名称为“HYDRAULIC DEVICE INCLUDING A SPOOL VALVE”(包括滑阀的液压装置)的待审PCT申请No.PCT/US2011/022086和于2010年8月25日提交的名称为“ARTICULATED SURGICAL TOOL”(铰接的外科手术工具)的PCT申请No.PCT/US10/46619。前述申请中的每一项申请的全部内容通过参引合并到本文中。

技术领域

本发明的各方面涉及机械装置以及用于机械装置的过载力机构。

背景技术

腹腔镜外科手术工具以及用于其它外科手术程序的工具是已知的。然而，现有腹腔镜外科手术仪器通常具有相当大的局限性，包括涉及如下内容的局限性：其进入身体的被器官或其它障碍物遮挡的部分的能力，对这种仪器进行消毒的难度，以及笨拙且难以使用的结构构型的局限性。虽然这些现有的腹腔镜外科手术仪器可以执行侵入式外科手术程序，但这些仪器难以操作以及执行外科手术中通常所需要的复杂运动。特别地，这种仪器难以在角落、障碍物周围进行操作并且难以在被阻挡的或其它难以触及的环境中使用。

此外，现有腹腔镜外科手术仪器通常采用缆线和液压管线对仪器的外科手术端头进行操作。这种工具昂贵并且难以清洁和消毒。由于每次使用后必须要进行清洁程序，所以所引起的任何费用基本都增加到装置的使用成本上。可替代地，如果使用一次性工具，则会增加整个系统的成本。另外，一次性工具可以由比用于多次使用的工具不太耐用的材料制成，导致由于设备失灵和/或断裂而引起的潜在的问题的增大。

此外，使用缆线和液压管线对仪器的外科手术端头进行远程操作的腹腔镜外科手术仪器易受意外误用或用户过度补偿的影响，这有时会是由于缺乏直接的触觉反馈造成的。特别地，当用户以可能对装置自身、辅助装置和/或患者造成损害的方式移动用于腹腔镜外科手术装置的控制器时，会出现问题。

因而，本领域中存在对于一种手动致动、铰接的外科手术仪器的需要，该外科手术仪器向用户提供运动的增加的自由度，还防止对装置、辅助装置和/或患者造成损害。

发明内容

虽然本发明的各方面的以下论述出于说明性的目的采用了外科手术，但应当理解，本发明的各方面不限于外科手术并且可以用于各种其它环境。例如，本发明的各方面可以用于制造、构造、组装管线，处理和处置危险材料、水下操作，处理高温材料或者用户可以远离被操作的物体或在对机械装置进行操作时会经受疲劳的任何其他环境。

在本发明的一个方面中，当用于液压装置的控制缸的运动超过预定的不安全阈值时，过载力机构(overforce mechanism)对该运动进行分流或阻尼。这样，所述过载力机构避免或减少对装置自身、辅助装置和/或患者的损害。在一方面中，过载力机构包括滚珠和弹簧机构，当达到力或张力阈值时，滚珠和弹簧机构自动释放。另外，过载力机构还包括过载力杆，过载力杆使得力或运动能够被引导远离源头。

在本发明的另一方面中，当用于液压装置的控制缸的运动超过预定的不安全阈值时，过载力机构对该运动进行分流或者阻尼。该过载力机构包括定位销和弹簧机构以及过载力杆，过载力杆使得运动能够被引导远离源头。

在本发明的又一方面中，多个过载力机构在同一装置上用于多个部件。例如可以根据不同的机械控制或根据用于装置的机械操作的不同方面的控制来使用该过载力机构。多个过载力机构可以是完全相同，或者可以根据特定应用而实质性地变化。

本发明的各方面可以结合如属于Doyle等的美国专利No.6,607,475中示出和描述的方法、特征和操作，该专利的全部内容通过参引合并到本文中。然而，应当指出的是，本发明的各方面不限于美国专利No.6,607,475中所示出的装置的应用，或者不限于相关的专利和应用。在一些方面中，本发明提供一种用于对液压致动装置的微观运动和宏观运动进行控制的器械，包括铰接的外科手术工具。在这些方面中，本发明可以增强装置的控制和操作。

本发明的各方面提供以下有益效果和优点：包括防止不需要的力以及由此对致动系统造成损害的能力。因此，致动系统能够被制造的更加耐用，并且精密仪器能够用于否则将不能使用相对精密的设备的环境。