[发明专利]将机器人臂附接到手术台的耦接器

说明书

本发明题为“将机器人臂附接到手术台的耦接器”。在一些实施方案中，一种装置可以包括用于将机器人臂耦接到手术台的耦接器，该手术台具有在其上可以设置患者的台面。该耦接器可以包括被构造成耦接到手术台的第一部分和被构造成耦接到机器人臂的第二部分。第二部分可以包括可以平移到第一部分中的柱。第一部分可以包括锁定机构，该锁定机构具有一个或多个级，以在六个自由度上约束第二部分相对于第一部分的移动。因此，该耦接器可以提供机器人臂到手术台的牢固耦接。

相关申请的交叉引用

本申请是于2017年3月26日提交的共同未决的美国临时专利申请号62/476,816的非临时申请，该申请以引用方式并入本文中。

技术领域

用于将机器人臂耦接到手术台的装置和方法。本文还描述了其他实施方案。

背景技术

机器人臂可以耦接到手术台，以向臂提供动力、数据和机械支持。耦接到一个或多个机器人臂的手术台的功能可能受到机器人臂占据的空间的体积的限制，并且该机器人臂通常固定到手术台且难以移除。一些常规机器人臂需要受过专门训练的技术人员来将机器人臂连接到台和从台断开，使得更换和/或维修机器人臂是一项耗时且昂贵的任务。然而，即使训练有素的技术人员也可能在耦接或脱离操作过程中掉落并损坏机器人臂，因为他们在耦接或脱离期间不会迫使用户支撑机器人臂。由于这些和其他原因，耦接到手术台的机器人臂通常被认为固定到彼此。例如，耦接到手术台的机器人臂应符合与防护异物（例如液体）进入有关的IPX4要求。符合这一监管标准使机器人手术臂的设计和成本更加复杂。

机器人臂的移除和重新附接可能在机器人臂和手术台之间引起未对准。换句话说，机器人臂和手术台之间的常规耦接机构不记录和/或提供机器人臂相对于手术台定位在一组精确坐标处的确认。此外，一些常规机器人臂耦接机构使用可移除部件（例如，螺栓），这些部件可能被放错位置，并导致臂到台耦接的未对准和/或失败。希望有用于将机器人臂耦接到手术台的附加装置和方法。

发明内容

本发明涉及用于将机器人臂耦接到手术台的装置和方法，该手术台具有在其上可以设置患者的台面，如本文所述。在一些实施方案中，该装置和方法可以允许机器人臂牢固地耦接到手术台并与手术台对准。

在一些实施方案中，机器人臂可以从手术台快速地释放（例如，快速释放、摆脱困境），诸如在需要接近手术台面的紧急情况下。机器人臂可以包括耦接器的第一部分，并且手术台可以包括耦接器的第二部分，其中第一部分与第二部分互补。在将具有柱的第一部分插入第二部分的滚珠轴承保持器中之后，用户可以旋转柄部以固定第一部分和第二部分之间的耦接。在一些实施方案中，耦接器可以包括被构造成精确且可重复地对准第一部分和第二部分的运动安装件。

在一些实施方案中，耦接器的机动锁定机构可以产生很大的力，以确保即使在存在外部负载的情况下，耦接也被约束并保持在六个自由度上。机器人臂可以包括耦接器的第一部分，并且手术台可以包括耦接器的第二部分，其中第一部分与第二部分互补。在将具有导螺杆的第一部分插入夹头的对应螺纹部分之后，马达可以旋转夹头以将第一部分带入第二部分中并固定第一部分和第二部分之间的耦接。

在一些实施方案中，耦接器可以包括具有带有圆锥形渐缩部的圆锥体的第一部分和具有对应圆锥形孔的第二部分，该圆锥形孔可以约束第一部分和第二部分沿着多个轴线的平移和旋转移动。耦接器可以包括由柄部和/或开关致动的多级锁定机构，以将第一部分和第二部分彼此耦接和脱离。

在一些实施方案中，耦接器可以包括多级锁定机构，该多级锁定机构包括径向夹具，该径向夹具被构造成使用旋转和/或平移运动来固定第一部分和第二部分之间的耦接。

在一些实施方案中，耦接器可以包括被构造为锁定机构的扣件机构。该机构可以包括具有一组旋转凸轮爪的线性驱动双面齿条。耦接机构可以手动反向驱动。在一些实施方案中，该装置和方法可以允许机器人臂使用销释放机构从手术台快速地释放（例如，快速释放、摆脱困境），诸如在需要接近手术台面的紧急情况下。