[发明专利]机器人控制的具有机械优势的夹持

说明书

手术工具的末端执行器可以包括壳体、钳夹支撑轴、钳夹构件、关节式运动构件和凸轮滑轮。所述钳夹构件可以支撑在支撑轴上，并且可以绕枢转轴线能枢转。所述关节式运动构件可以具有槽，并且包括从其延伸的、联接到钳夹构件的关节式运动销。所述槽可适于接收钳夹支撑轴以将关节式运动构件支撑在所述钳夹构件之间。所述关节式运动构件可绕钳夹支撑轴能旋转，以使钳夹构件相对于纵向轴线关节式运动。所述凸轮滑轮可以安装到壳体并且联接到钳夹构件。所述凸轮滑轮可以绕枢转轴线能旋转，以使所述一对钳夹构件在打开状态和闭合状态之间枢转。

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年8月13日提交的美国临时专利申请第62/036,904号的权益和优先权，其全部的公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及机器人技术，并且更具体地涉及一种用于执行手术操作的机器人手术设备和/或系统及其使用方法。

背景技术

机器人手术系统已经用于微创医疗操作中。一些机器人手术系统包括支撑机器人臂的控制台以及安装到机器人臂上的至少一个末端执行器，诸如镊子或抓取工具。在医疗操作期间，末端执行器被插入到患者的小切口(经由插管)或自然孔口内，以将末端执行器定位在患者体内的工作部位。

线缆从机器人控制台延伸，穿过机器人臂并且连接到末端执行器的腕和/或钳夹组件。在一些情况下，线缆由处理系统控制的电动机致动，处理系统具有用户界面，使外科医生或临床医生能够控制包括机器人臂、腕组件和/或钳夹组件在内的机器人手术系统。

在一些情况下，腕组件具有用于使用若干线缆来使钳夹组件运动的多个自由度。例如，对于抓取或切割末端执行器，腕组件通过允许改变钳夹组件的俯仰、偏转或打开和闭合而提供了运动自由度。

随着对较小末端执行器的需求增加，设备制造商继续开发具有较小横截面面积的末端执行器，诸如抓取和切割末端执行器。这些较小横截面面积减小了可以施加在末端执行器的钳夹之间的总力。此外，设计支持多个运动自由度的末端执行器需要若干线缆。所需的每个附加线缆进一步限制了减小这些末端执行器的横截面面积的能力。

存在对能够在末端执行器的两个钳夹之间提供更大的力同时提供多个运动自由度的具有小横截面面积的末端执行器的需要。

发明内容

手术工具的末端执行器可以包括具有近端和远端的壳体。所述壳体可以限定延伸穿过所述近端和远端的纵向轴线。所述末端执行器可以包括钳夹支撑轴、一对钳夹构件、关节式运动构件和一对凸轮滑轮。

所述钳夹支撑轴可以限定延伸穿过其中的枢转轴线。所述枢转轴线可以横向于所述壳体的所述纵向轴线。在实施例中，所述钳夹支撑轴可以安装到所述壳体。

所述一对钳夹构件可以支撑在所述钳夹支撑轴上并且可以绕所述枢转轴线能枢转。所述一对钳夹构件中的每个可以限定穿过其中的弓形槽。每个弓形槽可以适于接收所述钳夹支撑轴。所述钳夹支撑轴可以适于沿所述一对钳夹构件的所述弓形槽滑动以使所述一对钳夹构件能够绕所述枢转轴线枢转。

所述关节式运动构件可以限定穿过其中的槽。所述槽可以适于接收所述钳夹支撑轴以将所述关节式运动构件支撑在所述一对钳夹构件之间。所述关节式运动构件可以包括从其延伸并联接到所述一对钳夹构件的一对关节式运动销。在一些实施例中，所述一对关节式运动销中的至少一个的至少一部分可以位于所述枢转轴线近侧。在实施例中，所述一对关节式运动销中的至少一个的至少一部分可以位于所述枢转轴线远侧。所述关节式运动构件可绕所述钳夹支撑轴能旋转，以使所述一对钳夹构件相对于所述纵向轴线关节式运动。在一些实施例中，所述钳夹支撑轴的所述枢转轴线可以纵向地偏离所述一对关节式运动销。