本公开一般地涉及用于执行外科手术的系统、装置和方法，并且更具体地说，涉及用于执行体内外科动作的外科机器人系统、装置和方法，体内外科动作包括但不限于微创外科(mis)手术和经自然腔道内镜外科(notes)手术。
背景技术：
照惯例，在患者的体腔(比如腹腔)中执行的外科手术需要一个或更多个大的进入切口来进入患者以便使外科团队执行外科动作。随着医学科学和技术的发展，这样的常规的外科手术已经很大程度上被微创外科(mis)手术(并且在适用情况下，经自然腔道内镜外科手术(notes))取代。
技术实现要素：
关于计算机辅助和/或机器人外科技术的最近的发展对mis和notes领域的发展做出了贡献，包括将外科医生的期望的外科动作转化为外科器械在患者的体腔内的精确运动的能力。尽管最近取得了这样的发展，但是在本公开中认识到一个或更多个问题在现代外科技术和方法中被遇到。例如，典型的mis手术需要多个切口进入患者以便使得可以经由切口进入以用于将摄像头和各种其他的腹腔镜器械插入到患者的体腔中。
作为另一个实施例，外科机器人系统通常面临在患者的腔体内同时提供每个均具有主器械(比如附连到外科机器人臂的端部的切削或抓取器械)以及一个或更多个辅助器械(比如抓取器、牵开器、抽吸/冲洗和/或图像捕捉装置)的左外科机器人臂和右外科机器人臂的困难。
本示例实施方案一般地涉及用于解决外科机器人系统、装置和方法中的一个或更多个问题的系统、装置和方法，包括上面和本文所描述的那些。
在示例性实施方案中，一种用于执行体内外科动作的外科系统被描述。所述外科系统可以可配置来被插入到端口组件的内部通道中。端口组件可以用作进入患者的腔体中的进入点。所述外科系统可以包括外科臂以及关节驱动组件。外科臂可以包括多个段和关节组件，所述多个段和关节组件包括第一段和第二段、端部执行器组件、第一关节组件和第二关节组件以及端部执行器关节组件。第一关节组件可以将第一段的远端枢转地耦合到第二段的近端。第二关节组件可以将第二段的远端枢转地耦合到端部执行器关节组件的近端。端部执行器关节组件可以将第二关节组件的远端枢转地耦合到端部执行器组件。关节驱动组件可以在第一段的近端被提供。关节驱动组件可以包括多个子组件，所述多个子组件包括第一关节驱动子组件、第二关节驱动子组件以及端部执行器关节驱动子组件。第一关节驱动子组件可以包括第一关节驱动子系统以及连接到第一关节组件、第二段和/或第二关节组件的一部分的一个或更多个第一关节驱动线缆。第一关节驱动子系统可以可配置来启动第二段以通过控制对第一关节驱动线缆中的一个或更多个施加的张力来在相对于第一段的第一方向上枢转地运动以及在与第一方向相反的第二方向上枢转地运动。第二关节驱动子组件可以包括第二关节驱动子系统以及连接到第二关节组件和/或端部执行器关节组件的一部分的一个或更多个第二关节驱动线缆。第二关节驱动子系统可以可配置来启动端部执行器关节组件的近端以通过控制对第二关节驱动线缆中的一个或更多个施加的张力来在相对于第二段的第三方向上枢转地运动以及在与第三方向相反的第四方向上枢转地运动。端部执行器关节驱动子组件可以包括端部执行器关节驱动子系统以及连接到端部执行器关节组件和/或端部执行器组件的一部分的一个或更多个端部执行器关节驱动线缆。端部执行器关节驱动子系统可以可配置来启动端部执行器组件以通过控制对端部执行器关节驱动线缆中的一个或更多个施加的张力来在相对于第二关节组件的远端的第五方向上枢转地运动以及在与第五方向相反的第六方向上枢转地运动。
在另一个示例性实施方案中，一种用于执行体内外科动作的外科系统被描述。所述外科系统可以可配置来被插入到端口组件的内部通道中。端口组件可以用作进入患者的腔体中的进入点。所述外科系统可以包括外科臂以及关节驱动组件。外科臂可以包括多个段和关节组件，所述多个段和关节组件包括第一段，所述第一段具有第一细长本体，所述第一细长本体具有在第一细长本体的相对面对的侧壁内延伸的多个通道。外科臂可以还包括第二段，所述第二段具有第二细长本体，所述第二细长本体具有在第二细长本体的相对面对的侧壁内延伸的多个通道。外科臂可以还包括端部执行器组件。外科臂可以还包括第一关节组件，所述第一关节组件将第一段的远端枢转地耦合到第二段的近端。外科臂可以还包括第二关节组件，所述第二关节组件将第二段的远端枢转地耦合到端部执行器关节组件的近端。外科臂可以还包括端部执行器关节组件，所述端部执行器关节组件将第二关节组件的远端枢转地耦合到端部执行器组件。关节驱动组件可以在第一段的近端被提供。关节驱动组件可以包括多个关节驱动子组件，所述多个关节驱动子组件包括第一关节驱动子组件。第一关节驱动子组件可以包括第一关节驱动子系统、第一对杠杆、将第一对杠杆的第一杠杆连接到第一点的第一关节驱动线缆、以及将第一对杠杆的第二杠杆连接到与第一点相对的对应第一点的对应第一关节驱动线缆。第一点和对应第一点可以被提供在第一关节组件的远端、第二段和/或第二关节组件的远端。第一关节驱动线缆可以被提供通过第二段的第一通道并且通过第一段的第一通道。对应第一关节驱动线缆可以被提供通过第二段的与第二段的第一通道相对的通道并且通过第一段的与第一段的第一通道相对的通道。第一关节驱动子系统可以可配置来启动第二段以通过以下方式来在相对于第一段的第一方向上枢转地运动，即，以增大连接到第一点的第一关节驱动线缆的拉力的这样的方式来驱动第一对杠杆的第一杠杆，和/或以减小连接到对应第一点的对应第一关节驱动线缆的拉力的这样的方式来驱动第一对杠杆的第二杠杆。第一点可以面对第一方向。第一关节驱动子系统还可以可配置来启动第二段以通过以下方式来在相对于第一段的第二方向上枢转地运动，即，以增大连接到对应第一点的对应第一关节驱动线缆的拉力和/或以减小连接到第一点的第一关节驱动线缆的拉力的这样的方式来驱动第一对杠杆的第二杠杆。对应第一点可以面对第二方向。第二方向可以与第一方向相对。
附图说明
为了更完整地理解本公开、示例实施方案以及它们的优点，现在参照以下结合附图进行的描述，在附图中，相似的标号指示相似的特征，并且：
图1a是具有主外科臂、辅助外科臂、端口组件、关节驱动组件、旋转驱动组件以及伸缩式驱动组件的呈向前配置的外科系统的示例实施方案的侧视图；
图1b是具有主外科臂、辅助外科臂、端口组件、关节驱动组件、旋转驱动组件以及伸缩式驱动组件的呈向前配置的外科系统的示例实施方案的顶视图；
图1c是具有主外科臂、辅助外科臂、端口组件、关节驱动组件、旋转驱动组件以及伸缩式驱动组件的呈向前配置的外科系统的示例实施方案的前视图；
图1d是具有外科臂、关节驱动组件、旋转驱动组件以及伸缩式驱动组件的呈向前配置的外科系统的示例实施方案的侧视图；
图2a是具有主外科臂、辅助外科臂、端口组件、关节驱动组件、旋转驱动组件以及伸缩式驱动组件的呈反向配置的外科系统的示例实施方案的侧视图；
图2b是具有主外科臂、辅助外科臂、端口组件、关节驱动组件、旋转驱动组件以及伸缩式驱动组件的呈反向配置的外科系统的示例实施方案的顶视图；
图2c是具有主外科臂、辅助外科臂、端口组件、关节驱动组件、旋转驱动组件以及伸缩式驱动组件的呈反向配置的外科系统的示例实施方案的前视图；
图2d是具有外科臂、关节驱动组件、旋转驱动组件以及伸缩式驱动组件的呈反向配置的外科系统的示例实施方案的侧视图；
图3a-3d是被配置在各种不同位置上的外科系统的示例实施方案的侧视图；
图3e是外科系统的示例实施方案的截面侧视图；
图3f是具有第一段、第一关节组件以及第二段的外科系统的示例实施方案的透视图；
图3g是具有第二段、第二关节组件以及端部执行器关节组件的外科系统的示例实施方案的透视图；
图3h是具有第二关节组件、端部执行器关节组件以及端部执行器组件的外科系统的示例实施方案的透视图；
图4a是具有关节驱动组件的外科系统的示例实施方案的透视图；
图4b是具有关节驱动组件的外科系统的示例实施方案的透视图；
图4c是具有关节驱动组件的外科系统的示例实施方案的透视图；
图4d是关节驱动组件的部件(包括第一关节驱动组件的部件)的示例实施方案的透视图；
图4e是关节驱动组件的部件(包括第一关节驱动组件的部件)的示例实施方案的截面图；
图4f-g是关节驱动组件的某些部件的示例实施方案的其他透视图；
图5a是旋转驱动组件的某些部件的示例实施方案的透视图；
图5b是处于第一或起始位置上的旋转驱动组件的某些部件的示例实施方案的另一个透视图；
图5c是外科臂的某些部件的示例实施方案的图示说明，该图例示说明当旋转驱动组件处于第一或起始位置上时外科臂的位置；
图5d是处于被旋转位置上的旋转驱动组件的某些部件的示例实施方案的另一个透视图；
图5e是外科臂的某些部件的示例实施方案的图示说明，该图例示说明当旋转驱动组件处于被旋转位置上时外科臂的位置；
图6a是具有伸缩式驱动组件的外科系统的示例实施方案的透视图；
图6b-c是当伸缩式驱动组件提供外科臂的直线位移时外科系统的不同位置的示例实施方案的侧视图；
图7a是呈反向配置的外科臂的示例实施方案的侧视图；
图7b是外科臂的第一段的u形的部分的示例实施方案的透视图；
图8a-c分别是具有呈牵开器、图像捕捉装置以及抽吸和/或冲洗装置的形式的器械的端部执行器组件的示例实施方案的透视图；
图9是关节组件、线缆以及端接点的一部分的示例实施方案的透视图；
图10a是杠杆的示例实施方案的透视图；以及
图10b是关节驱动组件的示例实施方案的顶视图。
尽管为方便起见，类似的标号可以被用来指代附图中的类似部件，但是各种示例实施方案中的每个可以被认为是不同的变型。
现在将参照附图来描述示例实施方案，附图形成本公开的一部分，并且图示说明可以实施的示例实施方案。如本公开和所附权利要求书中所使用的，术语“示例实施方案”、“示例性实施方案”和“本实施方案”不一定指的是单个实施方案，但是它们可以指单个实施方案，并且在不脱离示例实施方案的范围或精神的情况下，各种示例实施方案可以被容易地组合和/或互换。此外，如本公开和所附权利要求书中所使用的术语仅仅是出于描述示例实施方案的目的，而非意图成为限制。在这方面，如本公开和所附权利要求书所使用的，术语“在…….中”可以包括“在…….中”和“在…….上”，并且术语“一个(a,an)”和“所述”可以包括单数指代和复数指代。此外，如本公开和所附权利要求书中所使用的，术语“由”也可以意指“从”，这依上下文而定。此外，如本公开和所附权利要求书中所使用的，术语“如果”也可以意指“当…….时”或“在…….时”，这依上下文而定。此外，如本公开和所附权利要求书中所使用的，词语“和/或”可以指代并且包含相关联的列出的项中的一个或更多个的任何和所有可能的组合。
具体实施方式
mis和notes领域中的外科机器人技术发展已经使得外科医生能够将期望的外科动作转化为外科器械在患者的体腔内的精确运动。尽管最近取得了这样的发展，但是在本公开中认识到一个或更多个问题在现代外科技术和方法中被遇到。
例如，典型的mis或notes手术一般将需要外科医生对患者执行多次切割以便使得外科医生能够经由切口将所需腹腔镜器械插入到患者的体腔中。此外，使用已知外科系统的外科医生通常遇到关于在该系统已经被设置(或被锚定)并且准备好执行外科动作之后在患者的体腔(比如腹部)的某些部分、区域和/或象限中利用外科器械(比如附连到外科机器人臂的端部的切削器、抓取器、牵开器、抽吸/冲洗装置和/或图像捕捉装置(例如，静态或视频摄像头))的问题。也就是说，在外科机器人臂已经被插入到患者的腹腔中并且在患者的腹腔中被适当地设置之后，附连到外科机器人臂的端部的外科器械通常在机械上限于进入患者的腹腔的仅某些部分、区域和象限。
作为另一个实施例，已知的外科机器人系统对于每一个通路或开口(比如切口或自然腔道)通常仅使得一个至两个外科机器人臂能够被插入到患者的体腔中。就这一点而言，当额外的腹腔镜器械(比如一个或更多个其他的外科机器人臂)需要被插入到患者的腹腔中时，需要对患者执行一次或更多次额外的切开(切割)。额外的问题在需要以反向方式或配置插入这样的腹腔镜器械(例如，以进入患者的腔体内开口(例如，切口或自然腔道)附近的部分)的情况下也可能被遇到。
最近的技术发展引入了对前述问题中的一个或更多个问题的解决方案。通过引用被整体并入本文的yeung等人的美国专利申请no.14/693,207(“美国′207”)描述了外科机器人装置、系统和方法，包括具有端口组件的外科系统，该端口组件用于提供足以对抗外科系统的一个或更多个外科臂在外科动作期间施加的力的锚定和/或反作用力。美国′207的外科系统使得外科医生不仅能够对患者执行单个小的切割，而且还使得外科医生能够(经由端口组件)通过这样的单个小的切口在患者的腹腔中利用一个或多个腹腔镜器械(包括外科机器人臂和吸管)。美国′207进一步教导了一种外科臂，该外科臂可配置来提供7个体内自由度，从而使得附连到外科臂的外科器械能够进入体腔的所有部分、区域和象限。端口组件、外科机器人臂以及用于将外科机器人臂附连到端口组件的附连部分的组合设计进一步使得能够容易地且可控地插入和移除外科机器人臂以便防止意外地接触并且损伤患者组织。此外，yeung的美国专利申请no.15/340,660和15/340,678以及yeung等人的美国专利申请no.15/340,699(这些申请全都通过引用被整体并入本文)也描述了外科机器人装置、系统和方法，包括内部机动的外科臂以及用于外科臂的可拆卸的端部执行器组件。
除了已知的外科系统在向前导向的外科手术(例如在患者的腹腔中执行的mis)期间遇到的上述问题之外，已知的外科系统当通过自然腔道(比如直肠或阴道)被部署用于执行经自然腔道内镜外科手术(或notes)(比如女性中的经阴道妇科手术和男性中的经直肠泌尿手术)时一般还遇到额外的问题。例如，这样的已知系统一般遇到与除了其他方面之外当插入到自然腔道中时由于这样的系统的固有的向前导向的设计而不能进入某些器官、组织或其他外科部位有关的问题。
最近的技术发展引入了对前述问题的解决方案。例如，yeung的美国专利申请no.15/044,889和no.15/044,895(“美国′895”)(这两篇都通过引用被整体并入本文)描述了可配置来用于执行向前导向的和/或反向导向的外科动作的外科系统。
外科系统、装置和方法(包括用于mis和notes中的那些)在本公开中被描述。在本公开中要理解的是，在不脱离本公开的教导的情况下，本文中所描述的原理可以被应用于mis和/或notes的上下文之外，比如在人类不容易进入的环境中(包括在真空中、在外太空中和/或在有毒的和/或危险的状况下)执行科学实验和/或手术。
外科系统(例如，外科系统100、200)
图1a、图1b和图1c图示说明可配置来除了其他方面之外执行向前导向的外科手术的外科系统(例如，外科系统100)的示例实施方案，图2a、图2b和图2c图示说明可配置来除了其他方面之外执行反向导向的外科手术的外科系统(例如，外科系统200)的示例实施方案。如本公开中所使用的，对外科系统、外科装置和/或外科系统或装置的一个或更多个部件(例如，以下部件中的一个或更多个：端口组件、外科臂、第一段、端部执行器组件、器械、第二段、第一关节组件、第二关节组件、端部执行器关节组件、关节驱动组件、第一关节驱动组件、第二关节驱动组件、端部执行器关节驱动组件、旋转驱动组件、伸缩式驱动组件等)的论述可以适用于在上面和在本公开中描述的外科系统100、外科系统200和/或外科系统100和/或外科系统200的一个或更多个部件(例如，以下部件中的一个或更多个：端口组件110、外科臂120、外科臂130、第一段131、第二段132、端部执行器组件133、器械134、第一关节组件135、第二关节组件136、端部执行器关节组件137、关节驱动组件140、第一关节驱动组件142、第二关节驱动组件144、端部执行器关节驱动组件146、旋转驱动组件150、伸缩式驱动组件160等)的一个或更多个示例实施方案。
外科系统100或200可以可配置来经由单个通路或开口(例如，单个切口(比如脐区中的或周围的切口))或者经由患者的自然腔道(比如直肠或阴道，以用于执行经自然腔道内镜外科手术(或notes)，在下文中被称为“开口(openning)”)被插入到患者的腹腔中。
外科系统100或200可以包括端口组件110(如至少图1a-c、图2a-c、图6a-c所示)，端口组件110可以经由外部锚定器(未示出)在患者的开口中或附近被锚定到位。例如，端口组件110可以包括主通道112(如至少图1c所示)，主通道112用于插入外科系统100的一个或更多个部件，比如一个或更多个外科臂120(如至少图1a-c、图2a-c所示)。端口组件110还可以包括一个或更多个通道114(如至少图1c所示)，通道114用于插入外科系统100的一个或更多个其他的部件，比如外科臂130(如至少图1a-d、图2a-d、图3a-f、图5a-e、图6a-c、图7a-b、图8a-c所示)。
外科系统100或200可以包括一个或更多个外科臂120(如至少图1a-c所示)。每个外科臂120可以可配置成向前配置和/或反向配置(如至少图2a-c所示)。在一些示例实施方案中，每个外科臂120可以是用于对患者的体腔的内部执行主要外科动作的主要外科臂。例如，每个外科臂120可以包括外科器械，比如切削器或抓取器。这样的外科器械可以是传统器械、电外科器械等。
外科系统100或200可以包括一个或更多个外科臂130(也被称为外科臂组件130；如至少图1a-d、图2a-d、图3a-f、图5a-e、图6a-c、图7a-b、图8a-c所示)。每个外科臂130可以可配置成向前配置(如至少图1a-d所示)和/或反向配置(如至少图2a-d、图7a-b所示)。在一些示例实施方案中，每个外科臂可以是用于执行主要外科动作、次要外科动作和/或辅助外科臂(一个或更多个)120执行主要外科动作的主要、次要或辅助外科臂。例如，每个外科臂130可以包括外科器械，比如切削器、抓取器、抓紧器、图像捕捉装置或抽吸装置。这样的外科器械可以是传统器械、可拆卸器械、电外科器械等。
外科系统100或200可以包括关节驱动组件140(如至少图1a、图1d、图2a、图2d、图4a-e、图6b-c所示)。关节驱动组件140可以包括多个关节驱动子组件，包括用于驱动第一关节组件135的枢转运动的第一关节驱动子组件142、用于驱动第二关节组件136的枢转运动的第二关节驱动子组件144、以及用于驱动端部执行器关节组件137的枢转运动的端部执行器关节驱动子组件146。
外科系统100或200可以包括旋转驱动组件150(如至少图1a、图1d、图2a、图2d、图4a、图4b、图5a、图5b、图5d、图6b-c所示)。旋转驱动组件150可以包括传动齿轮152。旋转驱动组件150还可以包括可固定到或被固定到第一段131的近端的从动齿轮154，从动齿轮154可配置来以相对于由第一段131的细长部分形成的轴x1旋转外科臂130(或至少第一段131)的这样的方式被传动齿轮152驱动。
外科系统100或200可以包括伸缩式驱动组件160(如至少图1a、图1d、图2a、图2d、图6a-c所示)。伸缩式驱动组件160可以可固定到端口组件110。伸缩式驱动组件160还可以可固定到关节驱动组件140和/或旋转驱动组件150。伸缩式驱动组件可以可配置来提供外科臂130(或至少第一段131)在直线方向上的直线位移。直线方向可以是平行于由第一段131的细长部分形成的轴x1的方向。
外科系统100或200还可以包括其他腹腔镜部件，包括但不限于一个或更多个其他的外科臂、一个或更多个其他的图像捕捉装置、一个或更多个吸管等。尽管图1b-c图示说明了具有两个外科臂120、牵开器外科臂130a、图像捕捉外科臂130b、抽吸外科臂130c以及端口组件110的外科系统100，但是在本公开中要理解的是，在不脱离本公开的教导的情况下，示例实施方案可以包括多于或少于两个的外科臂120、多于或少于一个的牵开器外科臂130a、多于或少于一个的图像捕捉外科臂130b、多于或少于一个的抽吸外科臂130c、以及多于或少于一个的端口组件110。
现在将参照附图来进一步描述外科系统100或200的这些及其他部件和示例实施方案。
外科臂(例如，外科臂130、130a、130b、130c)
在示例实施方案中，外科系统100或200可以包括一个或更多个外科臂或外科臂组件(例如，外科臂130、130a、130b和/或130c)(在下文中外科臂130)，比如至少图1a-d、图2a-d、图3a-f、图5a-e、图6a-c、图7a-b、图8a-c所示的那些。每个外科臂可以可配置来固定到端口组件110并且从端口组件110松开。
外科臂组件130中的一个或更多个可以包括可配置的串联(或直线)布置的多个段和关节。例如，如至少图1a-d、图2a-d和图3a-h所示，外科臂130中的一个或更多个可以包括第一段131、第二段132、具有器械134的端部执行器组件133、第一关节组件135、第二关节组件136和/或端部执行器关节组件137。外科臂130还可以包括一个或更多个其他的段和/或关节组件，比如在第二关节组件136和端部执行器关节组件137之间提供的第三关节组件138(如至少图1a、图1d、图3a-d和图8b所示)和/或在第一关节组件135和第二段132之间提供的第四关节组件139(如至少图7a所示)。要理解的是，在不脱离本公开的教导的情况下，外科臂130可以包括与在上面和在本公开中描述的那些相比更多的和/或不同的段和/或关节、更多的和/或不同的段和/或关节配置、以及更多的和/或不同的段和/或关节布置。
现在将参照附图来进一步描述外科臂130的这些及其他部件和示例实施方案。
(i)第一段(例如，第一段131)
在示例实施方案中，外科臂130可以包括一个或更多个第一段131。第一段131可以至少包括细长或直线部分，该部分具有与关节驱动组件140、旋转驱动组件150以及伸缩式驱动组件160联通(例如，接触、附连、固定、被驱动、等等)的近端。当外科臂130被插入到端口组件110并且被定位和配置为执行外科动作时，第一段131的细长部分还可以与端口组件110联通。如至少图2a-d和图7a-b所示，第一段131还可以包括弯曲或基本上u形的部段，该部段连接到第一段131的细长部分的远端。要理解的是，如在上面和在本公开中所描述的，弯曲或基本上u形的部段可以为任何形状或形式，只要它提供反向配置即可。还要理解的是，在不脱离本公开的教导的情况下，第一段131的弯曲或u形的部段和细长部分可以被形成为连接在一起的分开的部件或整体本体。
第一段131还可以包括多个通道。例如，第一段131可以包括主通道131d(如至少图3e所示)。在外科臂130包括作为端部执行器组件133的器械134的抽吸/冲洗装置134的示例实施方案中，这样的主通道131d可以用于向抽吸/冲洗装置134提供抽吸或负压力。第一段131还可以包括多个通道，比如通道131a、131b和/或131c以及可以与通道131a、131b和131c相对提供的通道131a′、131b′和/或131c′(如至少图3f所示)。在示例实施方案中，通道131a、131b和131c可以在第一段131的第一侧壁(或第一侧壁部段)内被提供和/或延伸，并且通道131a′、131b′和/或131c′可以在第一段131的第二或相对面对的侧壁(或第二或相对面对的侧壁部段)内被提供和/或延伸。例如，通道131a和131c′可以被以这样的方式定位，即，被绘制通过131a和131c′的线或平面将与由第一段131的细长部分形成的中心轴x1(如至少图1d和图3e所示)相交。类似地，通道131b和131b′可以被以这样的方式定位，即，被绘制通过131b和131b′的线或平面将与由第一段131的细长部分形成的中心轴x1相交。类似地，通道131c和131a′可以被以这样的方式定位，即，被绘制通过131c和131a′的线或平面将与由第一段131的细长部分形成的中心轴x1相交。在本公开中要理解的是，第一段131还可以包括在第一段131的侧壁(一个或更多个)内形成或延伸的其他通道(或更少的通道)。
在示例实施方案中，第一段131的截面可以被形成为基本上圆形。换句话说，第一段131的形状可以为基本上圆柱形。然而，要理解的是，在不脱离本公开的教导的情况下，第一段131(和/或其截面)可以被形成为一种或更多种其他的形状和形式。当第一段131包括基本上圆形截面时，第一段131的直径可以在大约5至8mm之间。此外，主通道131d(如果提供的话)可以具有大约2至4mm之间的直径。此外，通道131a、131a′、131b、131b′、131c和131c′(和/或其他通道，如果提供的话)中的每个可以具有大约0.5至1.2mm之间的直径。在示例实施方案中，第一段131可以具有大约500至800mm之间的长度。第一段131可以使用多种材料和成分中的一种或更多种形成，比如外科级金属、高强度铝合金、不锈钢(比如304/304l、316/316l和420)、纯钛、钛合金(比如ti6a14v、niti)以及钴铬合金。在本公开中要理解的是，在不脱离本公开的教导的情况下，其他材料也可以被使用。
(ii)第二段(例如，第二段132)
在示例实施方案中，外科臂130可以包括一个或更多个第二段132。第二段132可以至少包括细长直线部分，该部分具有经由第一关节组件135被枢转地耦合到第一段131的远端的近端。第二段132的远端可以被枢转地耦合到端部执行器组件133的近端。第二段132还可以包括多个通道。例如，第二段132可以包括主通道132d(如至少图3e所示)。在外科臂130包括作为端部执行器组件133的器械134的抽吸/冲洗装置134的示例实施方案中，这样的主通道132d可以用于向抽吸/冲洗装置133提供抽吸或负压力。第二段132还可以包括多个通道，比如通道132a和/或132b以及与通道132a和132b相对提供的通道132a′和/或132b′(如至少图3f和图3g所示)。在一些示例实施方案中，第二段132还可以包括通道132c以及与通道132c相对的通道132c′。在示例实施方案中，通道132a和132b(以及132c，如果提供的话)可以在第二段132的第一侧壁(或第一侧壁部段)内被提供和/或延伸，并且通道132a′和132b′(以及132c′，如果提供的话)可以在第二段132的第二或相对面对的侧壁(或第二或相对面对的侧壁部段)内被提供和/或延伸。例如，通道132a和132c′(如果提供的话)可以被以这样的方式定位，即，被绘制通过132a和132c′的线或平面将与由第二段132的细长部分形成的中心轴x2(如至少图1d和图3e所示)相交。类似地，通道132b和132b′可以被以这样的方式定位，即，被绘制通过132b和132b′的线或平面将与由第二段132的细长部分形成的中心轴x2相交。类似地，通道132c(如果提供的话)和132a′可以被以这样的方式定位，即，被绘制通过132c和132a′的线或平面将与由第二段132的细长部分形成的中心轴x2相交。在本公开中要理解的是，第二段132还可以包括在第二段132的侧壁(一个或更多个)内形成或延伸的其他通道。通道132a、132b、132c(如果提供的话)、132a′、132b′和132c′(如果提供的话)的定位可以被以这样的方式定位，即，当第一段131和第二段132被配置为在基本上笔直的直线上对齐时(例如，当轴x1和轴x2相互平行时)，第二段132的这样的通道分别与第一段131的通道131a、131b、131c(如果132c被提供的话)、131a′、131b′和131c′(如果132c′被提供的话)基本上对齐。
在示例实施方案中，第二段132的截面可以被形成为基本上圆形。换句话说，第二段132的形状可以为基本上圆柱形。然而，要理解的是，在不脱离本公开的教导的情况下，第二段132(和/或其截面)可以被形成为一种或更多种其他的形状和形式。对于具有基本上圆形截面的第二段132，第二段132的直径可以在大约5至8mm之间。此外，主通道132d(如果提供的话)可以具有大约2至4mm之间的直径。此外，通道132a、132a′、132b、132b′、132c(如果提供的话)和132c′(如果提供的话)(和/或其他通道，如果提供的话)中的每个可以具有大约0.5至1.2mm之间的直径。在示例实施方案中，第二段132可以具有大约25至70mm之间的长度。第二段132可以使用多种材料和成分中的一种或更多种形成，比如外科级金属、高强度铝合金、不锈钢(比如304/304l、316/316l和420)、纯钛、钛合金(比如ti6a14v、niti)以及钴铬合金。在本公开中要理解的是，在不脱离本公开的教导的情况下，其他材料也可以被使用。
(iii)端部执行器组件(例如，端部执行器组件133)
在示例实施方案中，外科臂130可以包括端部执行器组件133。端部执行器组件133可以至少包括细长直线部分，该部分具有经由端部执行器关节组件137被枢转地耦合到第二关节组件136的远端的近端。端部执行器组件133的远端可以包括器械134，比如切削器134、抓紧器134、牵开器134(如至少图8a所示)、图像捕捉装置134(如至少图8b所示)和/或抽吸/冲洗装置134(如至少图8c所示)。端部执行器组件133还可以包括多个通道。例如，端部执行器组件133可以包括主通道133d(如至少图3e所示)。在臂组件130包括作为端部执行器组件133的器械134的抽吸/冲洗装置134的示例实施方案中，这样的主通道133d可以用于向抽吸/冲洗装置134提供抽吸或负压力。端部执行器组件133还可以包括多个通道，比如通道133a以及与通道133a相对的通道133a′(如至少图3h所示)。在示例实施方案中，通道133a可以在端部执行器组件133的第一侧壁(或第一侧壁部段)内被提供和/或延伸，并且通道133a′可以在端部执行器组件133的第二或相对面对的侧壁(或第二或相对面对的侧壁部段)内被提供和/或延伸。例如，通道133a和133a′可以被以这样的方式定位，即，被绘制通过133a和133a′的线或平面将与由端部执行器组件133的一部分形成的中心轴x3(如至少图1d和图3e所示)相交。在本公开中要理解的是，端部执行器组件133还可以包括在端部执行器组件133的侧壁(一个或更多个)内形成或延伸的其他通道(或更少的通道)。通道133a和133a′的定位可以被以这样的方式定位，即，当第二段132和端部执行器组件133被配置为在基本上笔直的直线上对齐时(例如，当轴x2和轴x3相互平行时)，端部执行器组件133的这样的通道分别与第二段132的通道132a和132a′基本上对齐。
在示例实施方案中，端部执行器组件133的至少近侧部分的截面可以被形成为基本上圆形形状。换句话说，这样的近侧部分的形状可以为基本上圆柱形。然而，要理解的是，在不脱离本公开的教导的情况下，端部执行器组件133的这样的近侧部分可以被形成为一种或更多种其他的形状和形式。对于具有基本上圆形截面的端部执行器组件133，端部执行器组件133的直径可以在大约5至8mm之间。此外，主通道133d(如果提供的话)可以具有大约2至4.5mm之间的直径。此外，通道133a和133a′(和/或其他通道，如果提供的话)中的每个可以具有大约0.5至1.2mm之间的直径。在示例实施方案中，当器械134是切削器134、抓紧器134或牵开器134时，端部执行器组件133可以具有大约40至60mm之间的总长度。当器械134是图像捕捉装置134(其可以包括静态图像捕捉装置、视频捕捉装置、3-d立体或自动立体装置等)时，端部执行器组件133可以具有大约25至35mm之间的总长度。当器械134是抽吸/冲洗装置134时，端部执行器组件133可以具有大约40至70mm之间的总长度。端部执行器组件133可以使用多种材料和成分中的一种或更多种形成，比如外科级金属、高强度铝合金、不锈钢(比如304/304l、316/316l和420)、纯钛、钛合金(比如ti6a14v、niti)以及钴铬合金。在本公开中要理解的是，在不脱离本公开的教导的情况下，其他材料也可以被使用。
外科臂130的器械134和/或一个或更多个其他部分可以包括可配置来向用户接口(例如，供外科医生或助手使用的用户接口)提供触觉反馈响应的集成触觉和/或力反馈子系统(未示出)，并且这样的触觉反馈响应可以首先被控制器(未示出)处理。器械134还可以可配置来向控制器和/或用户接口(例如，用户接口910)提供多个反馈响应和/或测量中的一个或更多个，包括与器械134所有的、所施以的和/或附近的位置(包括方位)、施加的力、接近度、温度、压力、湿度等有关的那些。除了触觉反馈响应之外，控制器可以进一步可配置来除了其他方面之外以高精度、高灵巧性和最小负担将操作者使用用户接口的精细运动转化、复制、映射和/或感测为外科臂组件130的运动。
外科臂130还可以可配置来从能量源(或其他源，未示出)接收电流(或电压电位、热能、热量、冷温施加等)。在示例实施方案中，这样的能量源(或其他源)也可以部分地或整个地被集成到外科臂组件130中的一个或更多个中。来自能量源(或其他源)的电流(或电压电位、热能、热量或冷温施加)可以被选择性地施加于端部执行器组件133的一个或更多个部件，并且电流(或电压电位、热能、热量或冷温施加等)的这样的选择性施加可以由用户接口(例如，经由控制器)配置和/或控制。例如，在端部执行器组件133包括器械134的情形下，用户接口的操作者可以将用户接口配置为(例如，经由控制器)命令能量源(或其他源)将电流(或电压电位、热能、热量或冷温施加等)施加于器械134。在本公开中认识到，将这样的电流(或电压电位、热能、热量或冷温施加等)施加于器械134使得端部执行器组件133能够执行电外科器械的动作等。
(iv)第一关节组件(例如，第一关节组件135)
在示例实施方案中，外科臂130可以包括第一关节组件135。第一关节组件135可以可配置来将第一段131的远端枢转地耦合、连接、附连、连通和/或固定(在下文中“固定”或“耦合”)到第二段132的近端。例如，第一关节组件135可以包括可固定到或被固定到第一段131的远端的近端。第一关节组件135还可以包括可固定到或被固定到第二段132的近端的远端。第一关节组件135还可以包括固定第一关节组件135的近端和远端的关节。在一些示例实施方案中，第一关节组件135的关节可以包括细长部分，比如销或杆，不管第二段132相对于第一段131的位置如何，该部分都形成基本上垂直于轴x1和/或轴x2的轴。
第一关节组件135还可以包括多个通道、孔等。例如，第一关节组件135可以包括在第一关节组件135的近端和远端中的每个上的一个或更多个主通道。第一关节组件135的近端还可以包括多个通道(或单个通道或开口)，并且这样的通道可以被以在位置上与第一段131的通道131a、131b、131c、131a′、131b′和131c′中的一个或更多个相对应的这样的方式定位。第一关节组件135的远端可以包括多个通道(或单个通道或开口)，并且这样的通道可以被以当第一关节组件135的近端和远端对齐(例如，在笔直直线上对齐或使它们的中心轴在笔直直线上排成一行)时在位置上与第一关节组件135的近端的一个或更多个通道相对应的这样的方式定位。此外，第一关节组件135的远端的所述多个通道(或单个通道或开口)可以被以在位置上与第二段132的通道132a、132b、132c(如果提供的话)、132a′、132b′和132c′(如果提供的话)相对应的这样的方式定位。图9图示说明第一关节组件135的具有多个通道的近端或远端的示例实施方案，这些通道用于容纳、引导、导引等一个或更多个线缆(例如，如本公开中将进一步描述的，第一关节驱动线缆142i或142j、第二关节驱动线缆144i或144j、端部执行器关节驱动线缆146i或146j等)。
在示例实施方案中，第一关节组件135的近端和远端的一部分的截面可以被形成为基本上圆形形状。换句话说，第一关节组件135的近端和远端的形状可以为基本上圆柱形。然而，要理解的是，在不脱离本公开的教导的情况下，第一关节组件135的近端和远端的截面可以被形成为一种或更多种其他的形状和形式。对于具有基本上圆形截面的第一关节组件135的近端和远端，第一关节组件135的近端和远端的直径可以在大约5至8mm之间。此外，第一关节组件135的每个主通道可以具有大约0.5至1.2mm之间的直径。此外，第一关节组件135的在位置上分别与通道131a、131b、131c、131a′、131b′、131c′、132a、132a′、132b、132b′、132c(如果提供的话)以及132c′(如果提供的话)相对应的通道中的一个或更多个可以具有大约0.5至1.2mm之间的直径。在示例实施方案中，当第一关节组件135的近端和远端在笔直直线上对齐时，第一关节组件135可以具有大约3至10mm之间的长度。第一关节组件135可以使用多种材料和成分中的一种或更多种形成，比如外科级金属、高强度铝合金、不锈钢(比如304/304l、316/316l和420)、纯钛、钛合金(比如ti6a14v、niti)以及钴铬合金。在本公开中要理解的是，在不脱离本公开的教导的情况下，其他材料也可以被使用。
如至少图3a-f所示，第一关节组件135的近端的最远端和第一关节组件135的远端的最近端可以包括在第一关节组件135的关节的一侧或两侧的一个或更多个倾斜侧壁等以便限制第二段132相对于第一段131的枢转运动角度最大为θ1(如至少图3c所示)。在示例实施方案中，θ1角度可以在大约20-80度之间，或优选地在大约30-60度之间。可替换地，第一关节组件135的关节可以以限制第二段132相对于第一段131的枢转运动角度最大为θ1的这样的方式从第一关节组件135的近端和远端延伸或向外突出。在不脱离本公开的教导的情况下，第一关节组件135的用于限制第二段132相对于第一段131的枢转运动的其他配置和/或部件也被设想。
(v)第二关节组件(例如，第二关节组件136)
在示例实施方案中，外科臂130可以包括第二关节组件136。第二关节组件136可以可配置来将第二段132的远端枢转地耦合到端部执行器关节组件137的近端。例如，第二关节组件136可以包括可固定到或被固定到第二段132的远端的近端。第二关节组件136还可以包括可固定到或被固定到端部执行器关节组件137的近端的远端。第二关节组件136还可以包括固定第二关节组件136的近端和远端的关节。在一些示例实施方案中，第二关节组件136的关节可以包括细长部分，比如销或杆，不管端部执行器组件137的近端相对于第二段132的位置如何，该部分都形成基本上垂直于轴x2的轴。
第二关节组件136还可以包括多个通道、孔等。例如，第二关节组件136可以包括在第二关节组件136的近端和远端中的每个上的一个或更多个主通道(未示出)。第二关节组件136的近端可以包括多个通道(或单个通道或开口)，并且这样的通道可以被以在位置上与第二段132的通道132a、132b、132c(如果提供的话)、132a′、132b′和132c′(如果提供的话)中的一个或更多个相对应的这样的方式定位。第二关节组件136的远端可以包括多个通道(或单个通道或开口)，并且这样的通道可以被以当第二关节组件136的近端和远端对齐(例如，在笔直直线上对齐或使它们的中心轴在笔直直线上排成一行)时在位置上与第二关节组件136的近端的通道中的一个或更多个相对应的这样的方式定位。此外，第二关节组件136的远端的通道(一个或更多个)可以被以在位置上与端部执行器关节组件137的通道中的一个或更多个相对应的这样的方式定位(如在下面和在本公开中描述的那样)。图9图示说明第二关节组件136的具有多个通道的近端或远端的示例实施方案，这些通道用于容纳、引导、导引等一个或更多个线缆(例如，如本公开中将进一步描述的，第二关节驱动线缆144i或144j、端部执行器关节驱动线缆146i或146j等)。
在示例实施方案中，第二关节组件136的近端和远端的一部分的截面可以被形成为基本上圆形形状。换句话说，第二关节组件136的近端和远端的形状可以为基本上圆柱形。然而，要理解的是，在不脱离本公开的教导的情况下，第二关节组件136的近端和远端的截面可以被形成为一种或更多种其他的形状和形式。对于具有基本上圆形截面的第二关节组件136的近端和远端，第二关节组件136的近端和远端的直径可以在大约5至8mm之间。此外，第二关节组件136的每个主通道可以具有大约0.5至1.2mm之间的直径。此外，第二关节组件136的其他通道中的一个或更多个可以具有大约0.5至1.2mm之间的直径。在示例实施方案中，当第二关节组件136的近端和远端在笔直直线上对齐时，第二关节组件136可以具有大约3至10mm之间的长度。第二关节组件136可以使用多种材料和成分中的一种或更多种形成，比如外科级金属、高强度铝合金、不锈钢(比如304/304l、316/316l和420)、纯钛、钛合金(比如ti6a14v、niti)以及钴铬合金。在本公开中要理解的是，在不脱离本公开的教导的情况下，其他材料也可以被使用。
如至少图3a-f所示，第二关节组件136的近端的最远端和第二关节组件136的远端的最近端可以包括在第二关节组件136的关节的一侧或两侧的一个或更多个倾斜侧壁等以便限制端部执行器关节组件137相对于第二段132的枢转运动角度最大为θ2(如至少图3c所示)。在示例实施方案中，θ2角度可以在大约20-80度之间，或优选地在大约30-60度之间。可替换地，第二关节组件136的关节可以以限制端部执行器关节组件137相对于第二段132的枢转运动角度最大为θ2的这样的方式从第二关节组件136的近端和远端延伸或向外突出。在不脱离本公开的教导的情况下，第二关节组件136的用于限制端部执行器关节组件137相对于第二段132的枢转运动的其他配置和/或部件也被设想。
(v)端部执行器关节组件(例如，端部执行器关节组件137)
在示例实施方案中，外科臂130可以包括端部执行器关节组件137。端部执行器关节组件137可以可配置来将第二关节组件136的远端枢转地耦合到端部执行器组件133的近端。例如，端部执行器关节组件137可以包括可固定到或被固定到第二关节组件136的远端的近端。端部执行器关节组件137还可以包括可固定到或被固定到端部执行器组件133的近端的远端。端部执行器关节组件137还可以包括固定端部执行器关节组件137的近端和远端的关节。在一些示例实施方案中，端部执行器关节组件137的关节可以包括细长部分，比如销或杆，不管端部执行器组件133的近端相对于第二关节组件136的远端的位置如何，该部分都形成基本上垂直于轴x3的轴。
端部执行器关节组件137还可以包括一个或更多个通道、孔等。例如，端部执行器关节组件137可以包括在端部执行器关节组件137的近端和远端中的每个上的一个或更多个主通道(未示出)。端部执行器关节组件137的近端可以包括一个或更多个通道，并且这样的通道可以被以在位置上与第二关节组件136的通道中的一个或更多个相对应的这样的方式定位。端部执行器关节组件137的远端可以包括一个或更多个通道，并且这样的通道可以被以当端部执行器关节组件137的近端和远端对齐(例如，在笔直直线上对齐或使它们的中心轴在笔直直线上排成一行)时在位置上与端部执行器关节组件137的通道中的一个或更多个相对应的这样的方式定位。图9图示说明端部执行器关节组件137的具有多个通道的近端或远端的示例实施方案，这些通道用于容纳、引导、导引等一个或更多个线缆(例如，如本公开中将进一步描述的，端部执行器关节驱动线缆146i或146j等)。
在示例实施方案中，端部执行器关节组件137的近端和远端的一部分的截面可以被形成为基本上圆形形状。换句话说，端部执行器关节组件137的近端和远端的形状可以为基本上圆柱形。然而，要理解的是，在不脱离本公开的教导的情况下，端部执行器关节组件137的近端和远端的截面可以被形成为一种或更多种其他的形状和形式。对于具有基本上圆形截面的端部执行器关节组件137的近端和远端，端部执行器关节组件137的近端和远端的直径可以在大约5至8mm之间。此外，端部执行器关节组件137的每个主通道可以具有大约2至4mm之间的直径。此外，端部执行器关节组件137的其他通道中的一个或更多个可以具有大约0.5至1.2mm之间的直径。在示例实施方案中，当端部执行器关节组件137的近端和远端在笔直直线上对齐时，端部执行器关节组件137可以具有大约4至10mm之间的长度。端部执行器关节组件137可以使用多种材料和成分中的一种或更多种形成，比如外科级金属、高强度铝合金、不锈钢(比如304/304l、316/316l和420)、纯钛、钛合金(比如ti6a14v、niti)以及钴铬合金。在本公开中要理解的是，在不脱离本公开的教导的情况下，其他材料也可以被使用。
如至少图3a-f所示，端部执行器关节组件137的近端的最远端和端部执行器关节组件137的远端的最近端可以包括在端部执行器关节组件137的关节的一侧或两侧的一个或更多个倾斜侧壁等以便限制端部执行器组件133相对于第二关节组件136的枢转运动角度最大为θ3(如至少图3b所示)。在示例实施方案中，θ3角度可以在大约20-80度之间，或优选地在大约30-60度之间。可替换地，端部执行器关节组件137的关节可以以限制端部执行器组件133相对于第二关节组件136的枢转运动角度最大为θ3的这样的方式从端部执行器关节组件137的近端和远端延伸或向外突出。在不脱离本公开的教导的情况下，端部执行器关节组件137的用于限制端部执行器组件133相对于第二关节组件136的枢转运动的其他配置和/或部件也被设想。
关节驱动组件(例如，关节驱动组件140)
如至少图4a-g和图10a-b所示，外科系统100或200的示例实施方案可以包括关节驱动组件140。关节驱动组件140可以包括可配置来驱动外科臂130的部件(例如，使该部件运动、保持该部件的位置、约束该部件的运动、对抗该部件的运动等)的一个或更多个机构、装置等，并且可以包括该部件相对于外科臂130的另一个部件的驱动。例如，关节驱动组件140可以包括多个子组件，比如第一关节驱动子组件142、第二关节驱动子组件144、和/或端部执行器关节驱动子组件146。在不脱离本公开的教导的情况下，用于驱动外科臂130的关节组件的其他驱动子组件也被设想。
如下面和本公开中将进一步描述的，第一关节驱动子组件142可以包括第一关节驱动子系统142a、第一关节驱动电机142a′、第一关节驱动线缆142i和142j、和/或第一关节控制线缆142h。第二关节驱动子组件144可以包括第二关节驱动子系统144a、第二关节驱动电机144a′、第二关节驱动线缆144i和144j、和/或第二关节控制线缆144h。端部执行器关节驱动子组件146可以包括端部执行器关节驱动子系统146a、端部执行器关节驱动电机146′、端部执行器关节驱动线缆146i和146j、和/或端部执行器关节控制线缆146h。在不脱离本公开的教导的情况下，关节驱动组件140还可以包括任何一个或更多个配置或组合的齿轮和/或齿轮组件，包括直齿轮配置、行星齿轮配置、锥齿轮配置、螺旋锥齿轮配置、准双曲面齿轮配置、斜齿轮配置、蜗轮配置和/或任何其他的齿轮和/或机械配置(比如拉线(wire)和滑轮)。尽管附图图示说明具有三个子组件142、144和146的关节驱动组件140，但是在本公开中要理解的是，在不脱离本公开的教导的情况下，关节驱动组件140可以具有其他数量和/或配置的子组件。
现在将参照附图来进一步描述关节驱动组件140的这些及其他部件和示例实施方案。
(i)第一关节驱动子组件(例如，第一关节驱动子组件142)
在示例实施方案中，关节驱动组件140可以包括第一关节驱动子组件142。第一关节驱动子组件142可以可配置来或被配置为驱动第一关节组件135(使第一关节组件135运动、保持第一关节组件135的位置、约束第一关节组件135的运动、对抗第一关节组件135的运动等)。第一关节驱动子组件142可以可配置来或被配置为驱动第二段132的近端(例如，使该近端运动、保持该近端的位置、约束该近端的运动、对抗该近端的运动等)以围绕第一关节组件135和/或相对于第一段131的远端枢转地运动或旋转。这样的枢转运动或旋转可以围绕第一关节组件135的固定第一关节组件135的近端和远端的关节或相对于该关节执行。
第一关节驱动子组件142可以包括第一关节驱动子系统142a、第一关节驱动电机142a′、第一关节驱动线缆142i和142j、和/或第一关节控制线缆142h。第一关节驱动子组件142还可以包括用于引导或导引第一关节驱动子组件142的一个或更多个线缆的一个或更多个杠杆、线轴(或滑轮)等，比如第一对杠杆142b和142c和/或第一对线轴组142d/142f和142e/142g。
在示例实施方案中，第一关节驱动线缆142i可以是任何线缆、多个分开的线缆、或多个被组合或配置为整体线缆的多个线缆(例如，多个绞合或交织线缆)。第一关节驱动线缆142i可以被提供、被导引、被引导或延伸通过第一段131的通道中的一个或更多个，比如通道131a、131b或131c(如至少图3f所示)。在示例实施方案中，第一关节驱动线缆142i也可以被提供、被导引、被引导或延伸通过第一关节组件135的近端和远端的通道中的一个或更多个，比如与第一段131的通道131a、131b或131c的位置对齐、匹配和/或被定位为与第一段131的通道131a、131b或131c的位置相对应的那些。在示例实施方案中，第一关节驱动线缆142i也可以被提供、被导引、被引导或延伸通过第二段132的通道中的一个或更多个(比如通道132a、132b和/或132c)和/或第二关节组件136的近端的通道中的至少一个(比如与第二段132的通道132a、132b或132c的位置对齐、匹配和/或被定位为与第二段132的通道132a、132b或132c的位置相对应的那些)。第一关节驱动线缆142i的近端可以连接到、附连到第一对杠杆142b和142c的第一杠杆142b的端部、由该端部引导或导引、或端接于该端部处，并且第一关节控制线缆142h的端部可以连接到、附连到第一杠杆142c的另一个端部、由该另一个端部引导或导引、或端接于该另一个端部处。第一关节驱动线缆142i的远端可以连接到、附连到第一端接点、由第一端接点引导或导引、或端接于第一端接点处，第一端接点用于固定被容纳在第一段131的通道131a、131b或131c中的第一关节驱动线缆142i中的一个或更多个的端部。第一端接点可以以这样的方式被定位在第一关节组件135的远端处，即，当第一关节驱动子系统142a对第一关节驱动线缆142i施加增大的张力或拉力(在被固定到第一端接点的方向上)(如本公开中所描述的，还可以包括在被固定到第二端接点的方向上对第一关节驱动线缆142j的减小的张力或拉力)时，第二段132在第一方向上枢转地运动或旋转，其中被定位在第一关节组件135的远端处的第一端接点面对第一方向。第一端接点还可以以这样的方式被定位在第二段132的一部分内或上，即，当第一关节驱动子系统142a对第一关节驱动线缆142i施加增大的张力或拉力(在被固定到第一端接点的方向上)(如本公开中所描述的，还可以包括在被固定到第二端接点的方向上对第一关节驱动线缆142j的减小的张力或拉力)时，第二段132在第一方向上枢转地运动或旋转，其中被定位在第二段132内或上的第一端接点面对第一方向。第一端接点还可以以这样的方式被定位在第二关节组件136的近端处，即，当第一关节驱动子系统142a对第一关节驱动线缆142i施加增大的张力或拉力(在被固定到第一端接点的方向上)(如本公开中所描述的，还可以包括在被固定到第二端接点的方向上对第一关节驱动线缆142j的减小的张力或拉力)时，第二段132在第一方向上枢转地运动或旋转，其中被定位在第二关节组件136的近端处的第一端接点面对第一方向。
在示例实施方案中，第一关节驱动线缆142j可以是任何线缆、多个分开的线缆、或多个被组合或配置为整体线缆的多个线缆(例如，多个绞合或交织线缆)。第一关节驱动线缆142j可以被提供、被导引、被引导或延伸通过第一段的与在其中第一关节驱动线缆142i被提供、被导引、被引导或延伸的通道相对的通道中的至少一个，比如与通道131a、131b或131c相对的通道131a′、131b′或131c′(如至少图3f所示)。在示例实施方案中，第一关节驱动线缆142j也可以被提供、被导引、被引导或延伸通过第一关节组件135的近端和远端的通道中的一个或更多个，比如与第一段131的通道131a′、131b′或131c′的位置对齐、匹配和/或被定位为与第一段131的通道131a′、131b′或131c′的位置相对应的那些。在示例实施方案中，第一关节驱动线缆142j也可以被提供、被导引、被引导或延伸通过以下通道中的一个或更多个：第二段132的通道(比如通道132a、132b和/或132c)和/或第二关节组件136的近端的与第二段132的通道132a′、132b′或132c′的位置对齐、匹配和/或被定位为与第二段132的通道132a′、132b′或132c′的位置相对应的通道。第一关节驱动线缆142j的近端可以连接到、附连到第一对杠杆142b和142c的第二杠杆142c的端部、由该端部引导或导引、或端接于该端部处，并且第一关节控制线缆142h的另一个端部可以连接到、附连到第二杠杆142c的另一个端部、由该另一个端部引导或导引、或端接于该另一个端部处。第一关节驱动线缆142j的远端可以连接到、附连到第二端接点、由第二端接点引导或导引、或端接于第二端接点处，第二端接点用于固定被容纳在第一段131的通道131a′、131b′和131c′中的第一关节驱动线缆142j中的一个或更多个的端部。第二端接点可以以这样的方式被定位在第一关节组件135的远端处，即，当第一关节驱动子系统142a对第一关节驱动线缆142j施加增大的张力或拉力(在被固定到第二端接点的方向上)(如本公开中所描述的，还可以包括在被固定到第一端接点的方向上对第一关节驱动线缆142i的减小的张力或拉力)时，第二段132在第二方向上枢转地运动或旋转，其中被定位在第一关节组件135的远端处的第二端接点面对第二方向。第二端接点还可以以这样的方式被定位在第二段132的一部分内或上，即，当第一关节驱动子系统142a对第一关节驱动线缆142j施加增大的张力或拉力(在被固定到第二端接点的方向上)(如本公开中所描述的，还可以包括在被固定到第一端接点的方向上对第一关节驱动线缆142i的减小的张力或拉力)时，第二段132在第二方向上枢转地运动或旋转，其中被定位在第二段132内或上的第二端接点面对第二方向。第二端接点还可以以这样的方式被定位在第二关节组件136的近端处，即，当第一关节驱动子系统142a对第一关节驱动线缆142j施加增大的张力或拉力(在被固定到第二端接点的方向上)(如本公开中所描述的，还可以包括在被固定到第一端接点的方向上对第一关节驱动线缆142i的减小的张力或拉力)时，第二段132在第二方向上枢转地运动或旋转，其中被定位在第二关节组件136的近端处的第二端接点面对第二方向。
在操作中，第一关节驱动电机142a′可以可配置来比如从控制器、外科医生等接收驱动第一关节驱动子系统142a的命令。例如，当期望命令第二段132在第一方向上枢转地运动或旋转(如在上面和在本公开中描述的那样)时，第一关节驱动电机142a′可以可配置来接收驱动第一关节驱动子系统142a以便经由第一关节控制线缆142h(例如，还经由第一杠杆142b)对第一关节驱动线缆142i施加增大的张力或拉力(在被固定到第一端接点的方向上)的命令。一个或更多个线轴、线缆导向件等可以被提供以便将第一关节控制线缆142h从第一关节驱动子系统142a朝向第一杠杆142b(比如线轴142d和/或142f)引导或延伸。作为另一个实施例，当期望命令第二段132在第二方向上枢转地运动或旋转(如在上面和在本公开中所描述的那样)时，第一关节驱动电机142a′可以可配置来接收驱动第一关节驱动子系统142a以便经由第一关节控制线缆142h(例如，还经由第二杠杆142c)对第一关节驱动线缆142j施加增大的张力或拉力(在被固定到第二端接点的方向上)的命令。一个或更多个线轴、线缆导向件等可以被提供以便将第一关节控制线缆142h从第一关节驱动子系统142a朝向第二杠杆142c(比如线轴142e和/或142g)引导或延伸。
第一关节驱动线缆142i和/或142j可以被配置为具有抗拉强度和/或承受至少200n的张力。第一关节驱动线缆142i和/或142j可以具有大约400至700μm的直径。第一关节驱动线缆142i和/或142j可以使用多种材料和成分中的一种或更多种形成，比如外科级金属、高强度铝合金、不锈钢(比如304/304l、316/316l和420)、纯钛、钛合金(比如ti6a14v、niti)以及钴铬合金。要理解的是，在不脱离本公开的教导的情况下，其他强度、尺寸和/或材料也可以被使用。
(ii)第二关节驱动子组件(例如，第二关节驱动子组件144)
在示例实施方案中，关节驱动组件140可以包括第二关节驱动子组件144。第二关节驱动子组件144可以可配置来或被配置为驱动第二关节组件136(例如，使第二关节组件136运动、保持第二关节组件136的位置、约束第二关节组件136的运动、对抗第二关节组件136的运动等)。第二关节驱动子组件144可以可配置来或被配置为驱动端部执行器关节组件137的近端(例如，使该近端运动、保持该近端的位置、约束该近端的运动、对抗该近端的运动等)以围绕第二关节组件136和/或相对于第二段132的远端枢转地运动或旋转。这样的枢转运动或旋转可以围绕第二关节组件136的固定第二关节组件136的近端和远端的关节或相对于该关节执行。
第二关节驱动子组件144可以包括第二关节驱动子系统144a、第二关节驱动电机144a′、第二关节驱动线缆144i和144j、和/或第二关节控制线缆144h。第二关节驱动子组件144还可以包括用于引导或导引第二关节驱动子组件144的一个或更多个线缆的一个或更多个杠杆、线轴(或滑轮)等，比如第二对杠杆144b和144c和/或第二对线轴组144d/144f和144e/144g。
在示例实施方案中，第二关节驱动线缆144i可以是任何线缆、多个分开的线缆、或多个被组合或配置为整体线缆的多个线缆(例如，多个绞合或交织线缆)。第二关节驱动线缆144i可以被提供、被导引、被引导或延伸通过第一段131的通道中的一个或更多个，比如通道131a、131b或131c(如至少图3f所示)。在示例实施方案中，第二关节驱动线缆144i也可以被提供、被导引、被引导或延伸通过第一关节组件135的近端和远端的通道中的一个或更多个，比如与第一段131的通道131a、131b或131c的位置对齐、匹配和/或被定位为与第一段131的通道131a、131b或131c的位置相对应的那些。在示例实施方案中，第二关节驱动线缆144i也可以被提供、被导引、被引导或延伸通过第二段132的通道中的一个或更多个(比如通道132a、132b和/或132c)和/或第二关节组件136的近端的通道中的至少一个(比如与第二段132的通道132a、132b或132c的位置对齐、匹配和/或被定位为与第二段132的通道132a、132b或132c的位置相对应的那些)。在示例实施方案中，第二关节驱动线缆144i也可以被提供、被导引、被引导或延伸通过第二关节组件136的近端和远端的通道中的一个或更多个(比如与通道132a、132b和/或132c的位置对齐、匹配和/或被定位为与通道132a、132b和/或132c的位置相对应的那些)和/或端部执行器关节组件137的近端的通道中的至少一个(比如与第二关节组件136的远端的通道的位置对齐、匹配和/或被定位为与第二关节组件136的远端的通道的位置相对应的那些)。第二关节驱动线缆144i的近端可以连接到、附连到第二对杠杆144b和144c的第一杠杆144b的端部、由该端部引导或导引、或端接于该端部处，并且第二关节控制线缆144h的端部可以连接到、附连到第一杠杆144c的另一个端部、由该另一个端部引导或导引、或端接于该另一个端部处。第二关节驱动线缆144i的远端可以连接到、附连到第一端接点、由第一端接点引导或导引、或端接于第一端接点处，第一端接点用于固定被容纳在通道131a、131b或131c(以及通道132a、132b或132c)中的第二关节驱动线缆144i中的一个或更多个的端部。第一端接点可以以这样的方式被定位在第二关节组件136的远端处，即，当第二关节驱动子系统144a对第二关节驱动线缆144i施加增大的张力或拉力(在被固定到第一端接点的方向上)(如本公开中所描述的，还可以包括在被固定到第二端接点的方向上对第二关节驱动线缆144j的减小的张力或拉力)时，端部执行器关节组件137在第三方向上枢转地运动或旋转，其中被定位在第二关节组件136的远端处的第一端接点面对第三方向。第一端接点还可以以这样的方式被定位在端部执行器关节组件137(或第三关节组件138，如果提供的话)的一部分内或上，即，当第二关节驱动子系统144a对第二关节驱动线缆144i施加增大的张力或拉力(在被固定到第一端接点的方向上)(如本公开中所描述的，还可以包括在被固定到第二端接点的方向上对第二关节驱动线缆144j的减小的张力或拉力)时，端部执行器关节组件137在第三方向上枢转地运动或旋转，其中被定位在端部执行器关节组件137内或上的第一端接点面对第三方向。
在示例实施方案中，第二关节驱动线缆144j可以是任何线缆、多个分开的线缆、或多个被组合或配置为整体线缆的多个线缆(例如，多个绞合或交织线缆)。第二关节驱动线缆144j可以被提供、被导引、被引导或延伸通过第一段的与在其中第二关节驱动线缆144i被提供、被导引、被引导或延伸的通道相对的通道中的至少一个，比如与通道131a、131b或131c相对的通道131a′、131b′或131c′(如至少图3f所示)。在示例实施方案中，第二关节驱动线缆144j也可以被提供、被导引、被引导或延伸通过第一关节组件135的近端和远端的与第一段131的通道131a′、131b′或131c′的位置对齐、匹配和/或被定位为与第一段131的131a′、131b′或131c′的位置相对应的通道中的一个或更多个。在示例实施方案中，第二关节驱动线缆144j也可以被提供、被导引、被引导或延伸通过以下通道中的一个或更多个：第二段132的通道(比如通道132a、132b和/或132c)和/或第二关节组件136的近端的与第二段132的通道131a′、131b′或131c′的位置对齐、匹配和/或被定位为与第二段132的通道131a′、131b′或131c′的位置相对应的通道。在示例实施方案中，第二关节驱动线缆144j也可以被提供、被导引、被引导或延伸通过第二关节组件136的近端和远端的通道中的一个或更多个(比如与通道132a、132b和/或132c的位置对齐、匹配和/或被定位为与通道132a、132b和/或132c的位置相对应的那些)和/或端部执行器关节组件137的近端的通道中的至少一个(比如与第二关节组件136的远端的通道的位置对齐、匹配和/或被定位为与第二关节组件136的远端的通道的位置相对应的那些)。第二关节驱动线缆144j的近端可以连接到、附连到第二对杠杆144b和144c的第二杠杆144c的端部、由该端部引导或导引、或端接于该端部处，并且第二关节控制线缆144h的另一个端部可以连接到、附连到第二杠杆144c的另一个端部、由该另一个端部引导或导引、或端接于该另一个端部处。第二关节驱动线缆144j的远端可以连接到、附连到第二端接点、由第二端接点引导或导引、或端接于第二端接点处，第二端接点用于固定被容纳在第一段131的通道131a′、131b′和131c′中的第二关节驱动线缆144j中的一个或更多个的端部。第二端接点可以以这样的方式被定位在第二关节组件136的远端处，即，当第二关节驱动子系统144a对第二关节驱动线缆144j施加增大的张力或拉力(在被固定到第二端接点的方向上)(如本公开中所描述的，还可以包括在被固定到第一端接点的方向上对第二关节驱动线缆144i的减小的张力或拉力)时，端部执行器关节组件137在第四方向上枢转地运动或旋转，其中被定位在第二关节组件136的远端处的第二端接点面对第四方向。第二端接点还可以以这样的方式被定位在端部执行器关节组件137的一部分内或上，即，当第二关节驱动子系统144a对第二关节驱动线缆144j施加增大的张力或拉力(在被固定到第二端接点的方向上)(如本公开中所描述的，还可以包括在被固定到第一端接点的方向上对第二关节驱动线缆144i的减小的张力或拉力)时，端部执行器关节组件137在第四方向上枢转地运动或旋转，其中被定位在端部执行器关节组件137内或上的第二端接点面对第四方向。
在操作中，第二关节驱动电机144a′可以可配置来比如从控制器、外科医生等接收驱动第二关节驱动子系统144a的命令。例如，当期望命令端部执行器关节组件137(也就是说，外科臂130的在第二关节组件136的远端的远侧的部段(一个或更多个))在第三方向上枢转地运动或旋转(如在上面和在本公开中描述的那样)时，第二关节驱动电机144a′可以可配置来接收驱动第二关节驱动子系统144a以便经由第二关节控制线缆144h(例如，还经由第一杠杆144b)对第二关节驱动线缆144i施加增大的张力或拉力(在被固定到第一端接点的方向上)的命令。一个或更多个线轴、线缆导向件等可以被提供以便将第二关节控制线缆144h从第二关节驱动子系统144a朝向第一杠杆144b(比如线轴144d和/或144f)引导或延伸。作为另一个实施例，当期望命令端部执行器关节组件137(也就是说，外科臂130的在第二关节组件136的远端的远侧的部段(一个或更多个))在第四方向上枢转地运动或旋转(如在上面和在本公开中所描述的那样)时，第二关节驱动电机144a′可以可配置来接收驱动第二关节驱动子系统144a以便经由第二关节控制线缆144h(例如，还经由第二杠杆144c)对第二关节驱动线缆144j施加增大的张力或拉力(在被固定到第二端接点的方向上)的命令。一个或更多个线轴、线缆导向件等可以被提供以便将第二关节控制线缆144h从第二关节驱动子系统144a朝向第二杠杆144c(比如线轴144e和/或144g)引导或延伸。
第二关节驱动线缆144i和/或144j可以被配置为具有抗拉强度和/或承受至少200n的张力。第二关节驱动线缆144i和/或144j可以具有大约400至700μm的直径。第二关节驱动线缆144i和/或144j可以使用多种材料和成分中的一种或更多种形成，比如外科级金属、高强度铝合金、不锈钢(比如304/304l、316/316l和420)、纯钛、钛合金(比如ti6a14v、niti)以及钴铬合金。要理解的是，在不脱离本公开的教导的情况下，其他强度、尺寸和/或材料也可以被使用。
(iii)端部执行器关节驱动子组件(例如，端部执行器关节驱动子组件146)
在示例实施方案中，关节驱动组件140可以包括端部执行器关节驱动子组件146。端部执行器关节驱动子组件146可以可配置来或被配置为驱动端部执行器关节组件137(例如，使端部执行器关节组件137运动、保持端部执行器关节组件137的位置、约束端部执行器关节组件137的运动、对抗端部执行器关节组件137的运动等)。端部执行器关节驱动子组件146可以可配置来或被配置为驱动端部执行器组件133(例如，使端部执行器组件133运动、保持端部执行器组件133的位置、约束端部执行器组件133的运动、对抗端部执行器组件133的运动等)以围绕端部执行器关节组件137和/或相对于第二关节组件136的远端枢转地运动或旋转。这样的枢转运动或旋转可以围绕端部执行器关节组件137的固定端部执行器关节组件137的近端和远端的关节或相对于该关节执行。
端部执行器关节驱动子组件146可以包括端部执行器关节驱动子系统146a、端部执行器关节驱动电机146a′、端部执行器关节驱动线缆146i和146j、和/或端部执行器关节控制线缆146h。端部执行器关节驱动子组件146还可以包括用于引导或导引端部执行器关节驱动子组件146的一个或更多个线缆的一个或更多个杠杆、线轴(或滑轮)等，比如第三对杠杆146b和146c和/或第三对线轴组146d/146f和146e/146g。
在示例实施方案中，端部执行器关节驱动线缆146i可以是任何线缆、多个分开的线缆、或多个被组合或配置为整体线缆的多个线缆(例如，多个绞合或交织线缆)。端部执行器关节驱动线缆146i可以被提供、被导引、被引导或延伸通过第一段131的通道中的一个或更多个，比如通道131a、131b或131c(如至少图3f所示)。在示例实施方案中，端部执行器关节驱动线缆146i也可以被提供、被导引、被引导或延伸通过第一关节组件135的近端和远端的通道中的一个或更多个，比如与第一段131的通道131a、131b或131c的位置对齐、匹配和/或被定位为与第一段131的通道131a、131b或131c的位置相对应的那些。在示例实施方案中，端部执行器关节驱动线缆146i也可以被提供、被导引、被引导或延伸通过第二段132的通道中的一个或更多个(比如通道132a、132b和/或132c)和/或第二关节组件136的近端的通道中的至少一个(比如与第二段132的通道132a、132b或132c的位置对齐、匹配和/或被定位为与第二段132的通道132a、132b或132c的位置相对应的那些)。在示例实施方案中，端部执行器关节驱动线缆146i也可以被提供、被导引、被引导或延伸通过第二关节组件136的近端和远端的通道中的一个或更多个(比如与通道132a、132b和/或132c的位置对齐、匹配和/或被定位为与通道132a、132b和/或132c的位置相对应的那些)和/或端部执行器组件137的近端和/或远端的通道中的至少一个(比如与第二关节组件136的远端的通道的位置对齐、匹配和/或被定位为与第二关节组件136的远端的通道的位置相对应的那些)。端部执行器关节驱动线缆146i也可以被提供、被导引、被引导或延伸通过端部执行器组件133(未示出)的通道中的一个或更多个，并且这样的通道可以与端部执行器关节组件137的通道的位置对齐、匹配和/或被定位为与端部执行器关节组件137的通道的位置相对应。端部执行器关节驱动线缆146i的近端可以连接到、附连到第三对杠杆146b和146c的第一杠杆146b的端部、由该端部引导或导引、或端接于该端部处，并且端部执行器关节控制线缆146h的端部可以连接到、附连到第一杠杆146c的另一个端部、由该另一个端部引导或导引、或端接于该另一个端部处。端部执行器关节驱动线缆146i的远端可以连接到、附连到第一端接点、由第一端接点引导或导引、或端接于第一端接点处，第一端接点用于固定被容纳在通道131a、131b或131c(以及通道132a、132b或132c)中的端部执行器关节驱动线缆146i中的一个或更多个的端部。第一端接点可以以这样的方式被定位在端部执行器关节组件137的远端处，即，当端部执行器关节子系统146a对端部执行器关节驱动线缆146i施加增大的张力或拉力(在被固定到第一端接点的方向上)(如本公开中所描述的，还可以包括在被固定到第二端接点的方向上对端部执行器关节驱动线缆146j的减小的张力或拉力)时，端部执行器组件133在第五方向上枢转地运动或旋转，其中被定位在端部执行器关节组件137的远端处的第一端接点面对第五方向。第一端接点还可以以这样的方式被定位在端部执行器组件133的一部分内或上，即，当端部执行器关节驱动子系统146a对端部执行器关节驱动线缆146i施加增大的张力或拉力(在被固定到第一端接点的方向上)(如本公开中所描述的，还可以包括在被固定到第二端接点的方向上对端部执行器关节驱动线缆146j的减小的张力或拉力)时，端部执行器组件133在第五方向上枢转地运动或旋转，其中被定位在端部执行器组件133内或上的第一端接点面对第五方向。
在示例实施方案中，端部执行器关节驱动线缆146j可以是任何线缆、多个分开的线缆、或多个被组合或配置为整体线缆的多个线缆(例如，多个绞合或交织线缆)。端部执行器关节驱动线缆146j可以被提供、被导引、被引导或延伸通过第一段的与在其中端部执行器关节驱动线缆146i被提供、被导引、被引导或延伸的通道中的至少一个，比如与通道131a、131b或131c相对的通道131a′、131b′或131c′(如至少图3f所示)。在示例实施方案中，端部执行器关节驱动线缆146j也可以被提供、被导引、被引导或延伸通过第一关节组件135的近端和远端的通道中的一个或更多个，比如与第一段131的通道131a′、131b′或131c′的位置对齐、匹配和/或被定位为与第一段131的通道131a′、131b′或131c′的位置相对应的那些。在示例实施方案中，端部执行器关节驱动线缆146j也可以被提供、被导引、被引导或延伸通过以下通道中的一个或更多个：第二段132的通道(比如通道132a、132b和/或132c)和/或第二关节组件136的近端的与第二段132的通道131a′、131b′或131c′的位置对齐、匹配和/或被定位为与第二段132的通道131a′、131b′或131c′的位置相对应的通道。在示例实施方案中，端部执行器关节驱动线缆146j也可以被提供、被导引、被引导或延伸通过第二关节组件136的近端和远端的通道中的一个或更多个(比如与通道132a、132b和/或132c的位置对齐、匹配和/或被定位为与通道132a、132b和/或132c的位置相对应的那些)和/或端部执行器组件137的近端的通道中的至少一个(比如与第二关节组件136的远端的通道的位置对齐、匹配和/或被定位为与第二关节组件136的远端的通道的位置相对应的那些)。端部执行器关节驱动线缆146j也可以被提供、被导引、被引导或延伸通过端部执行器组件133(未示出)的通道中的一个或更多个，并且这样的通道可以与端部执行器关节组件137的通道的位置对齐、匹配和/或被定位为与端部执行器关节组件137的通道的位置相对应。端部执行器关节驱动线缆146j的近端可以连接到、附连到第三对杠杆146b和146c的第二杠杆146c的端部、由该端部引导或导引、或端接于该端部处，并且端部执行器关节控制线缆146h的另一个端部可以连接到、附连到第二杠杆146c的另一个端部、由该另一个端部引导或导引、或端接于该另一个端部处。端部执行器关节驱动线缆146j的远端可以连接到、附连到第二端接点、由第二端接点引导或导引、或端接于第二端接点处，第二端接点用于固定被容纳在第一段131的通道131a′、131b′和131c′中的端部执行器关节驱动线缆146j中的一个或更多个的端部。第二端接点可以以这样的方式被定位在端部执行器关节组件137的远端处，即，当端部执行器关节子系统146a对端部执行器关节驱动线缆146j施加增大的张力或拉力(在被固定到第二端接点的方向上)(如本公开中所描述的，还可以包括在被固定到第一端接点的方向上对端部执行器关节驱动线缆146i的减小的张力或拉力)时，端部执行器组件133在第六方向上枢转地运动或旋转，其中被定位在端部执行器关节组件137的远端处的第二端接点面对第六方向。第二端接点还可以以这样的方式被定位在端部执行器组件133的一部分内或上，即，当端部执行器关节驱动子系统146a对端部执行器关节驱动线缆146j施加增大的张力或拉力(在被固定到第二端接点的方向上)(如本公开中所描述的，还可以包括在被固定到第一端接点的方向上对端部执行器关节驱动线缆146i的减小的张力或拉力)时，端部执行器组件133在第六方向上枢转地运动或旋转，其中被定位在端部执行器组件133内或上的第二端接点面对第四方向。
在本公开中要理解的是，第一方向、第二方向、第三方向、第四方向、第五方向和/或第六方向可以是或者可以不是相同的方向，并且可以是相对于同一个或不同的参考轴的运动或旋转。例如，第一方向、第三方向和/或第五方向可以是同一个方向上的运动或旋转，并且类似地，第二方向、第四方向和/或第六方向可以是同一个方向上的运动或旋转。作为另一个实施例，第一方向和第三方向可以是同一个方向上的运动或旋转，并且第五方向可以是与第一方向和第三方向不同方向上的运动或旋转。类似地，第二方向和第四方向可以是同一个方向上的运动或旋转，并且第六方向可以是与第二方向和第四方向不同方向上的运动或旋转。在不脱离本公开的教导的情况下，其他配置和运动也被设想。
在操作中，端部执行器关节驱动电机146a′可以可配置来比如从控制器、外科医生等接收驱动端部执行器关节驱动子系统146a的命令。例如，当期望命令端部执行器133(也就是说，外科臂130的在端部执行器关节组件137的远端的远侧的部段(一个或更多个))在第五方向上枢转地运动或旋转(如在上面和在本公开中描述的那样)时，端部执行器关节驱动电机146a′可以可配置来接收驱动端部执行器关节驱动子系统146a以便经由端部执行器关节控制线缆146h(例如，还经由第一杠杆146b)对端部执行器关节驱动线缆146i施加增大的张力或拉力(在被固定到第一端接点的方向上)的命令。一个或更多个线轴、线缆导向件等可以被提供以便将端部执行器关节控制线缆146h从端部执行器关节驱动子系统146a朝向第一杠杆146b(比如线轴146d和/或146f)引导或延伸。作为另一个实施例，当期望命令端部执行器组件133(也就是说，外科臂130的在端部执行器关节组件137的远端的远侧的部段(一个或更多个))在第六方向上枢转地运动或旋转(如在上面和在本公开中所描述的那样)时，端部执行器关节驱动电机146a′可以可配置来接收驱动端部执行器关节驱动子系统146a以便经由端部执行器关节控制线缆146h(例如，还经由第二杠杆146c)对端部执行器关节线缆146j施加增大的张力或拉力(在被固定到第二端接点的方向上)的命令。一个或更多个线轴、线缆导向件等可以被提供以便将端部执行器关节控制线缆146h从端部执行器关节驱动子系统146a朝向第二杠杆146c(比如线轴146e和/或146g)引导或延伸。
端部执行器关节驱动线缆146i和/或146j可以被配置为具有抗拉强度和/或承受至少200n的张力。端部执行器关节驱动线缆146i和/或146j可以具有大约400至700μm的直径。端部执行器关节驱动线缆146i和/或146j可以使用多种材料和成分中的一种或更多种形成，比如外科级金属、高强度铝合金、不锈钢(比如304/304l、316/316l和420)、纯钛、钛合金(比如ti6a14v、niti)以及钴铬合金。要理解的是，在不脱离本公开的教导的情况下，其他强度、尺寸和/或材料也可以被使用。
旋转驱动组件(例如，旋转驱动组件150)
如至少图5a-e所示，外科系统100或200的示例实施方案可以包括旋转驱动组件150。旋转驱动组件150可以包括可配置来驱动外科组件100或200的部件(例如，使该部件运动或控制该部件的运动、保持或控制该部件的位置、约束该部件的运动、对抗该部件的运动等)，并且可以包括一个部件相对于外科组件100或200的另一个部件的驱动。例如，旋转驱动组件150可以包括多个子组件，比如旋转驱动子组件152、旋转被驱动子组件154和/或旋转驱动电机156。在不脱离本公开的教导的情况下，用于驱动外科系统100或200的一个或更多个部件(包括外科臂130)的其他驱动子组件也被设想。例如，在不脱离本公开的教导的情况下，旋转驱动组件150可以包括任何一个或更多个配置或组合的齿轮、齿轮组件、线缆、弹簧等，包括直齿轮配置、行星齿轮配置、锥齿轮配置、螺旋锥齿轮配置、准双曲面齿轮配置、斜齿轮配置、蜗轮配置和/或任何其他的齿轮和/或机械配置(比如拉线和滑轮)。
在示例实施方案中，旋转驱动组件150可以可配置来或被配置为使外科臂130比如在方向a和/或方向b上旋转运动(如至少图5a所示)。例如，旋转驱动组件150可以可配置来或被配置为使外科臂130相对于由第一段131形成的轴x1旋转(当外科臂被固定到端口组件110时)。作为另一个实施例，旋转驱动组件150可以可配置来或被配置为使外科臂130相对于由端口组件110形成的轴旋转。
在操作中，旋转驱动电机156可以可配置来或被配置为从控制器和/或外科医生接收通过驱动旋转驱动子组件152来驱动外科臂130的旋转运动的命令或控制指令，旋转驱动子组件152又驱动旋转被驱动子组件154。旋转被驱动子组件154可以可配置来或被配置为固定到外科臂130的至少一部分，比如第一段131，并且当被旋转驱动子组件152时驱动第一臂段131旋转。在不脱离本公开的教导的情况下，其他配置和运动也被设想。
伸缩式驱动组件(例如，伸缩式驱动组件160)
如至少图6a-c所示，外科组件100或200的示例实施方案可以包括伸缩式驱动组件160。伸缩式驱动组件160可以包括可配置来驱动外科组件100或200的部件(使该部件运动或控制该部件的运动、保持或控制该部件的位置、约束该部件的运动、对抗该部件的运动等)，并且可以包括一个部件相对于外科组件100或200的另一个部件的驱动。例如，伸缩式驱动组件160可以包括多个子组件，比如导杆子组件162、伸缩式驱动电机164和/或伸缩式锚定器166。在不脱离本公开的教导的情况下，用于驱动外科系统100或200的一个或更多个部件(包括外科臂130)的其他驱动子组件也被设想。例如，在不脱离本公开的教导的情况下，伸缩式驱动组件160可以包括任何一个或更多个配置或组合的齿轮、齿轮组件、线缆、弹簧等，包括直齿轮配置、行星齿轮配置、锥齿轮配置、螺旋锥齿轮配置、准双曲面齿轮配置、斜齿轮配置、蜗轮配置和/或任何其他的齿轮和/或机械配置(比如拉线和滑轮)。
在示例实施方案中，伸缩式驱动组件160可以可配置来或被配置为使至少外科臂130相对于至少端口组件110的直线运动，比如方向c和/或方向d上的直线运动(如至少图6b和图6c所示)。例如，伸缩式驱动组件160可以可配置来或被配置为引起向前运动、向后运动、朝向患者腔体的向内运动、和/或从外科臂130的患者腔体的向外运动。
在操作中，伸缩式驱动电机164可以可配置来或被配置为从控制器和/或外科医生接收驱动外科臂130的直线运动的命令，并且这样的直线运动可以经由导杆组件162被保持和/或被控制。为了使得能够实现外科臂130相对于端口组件110的这样的直线运动，伸缩式驱动电机164可以在一个端部可固定到或被固定到端口组件110的一部分(例如，经由伸缩式锚定器166)，并且在另一个端部可固定到或被固定到外科臂130的一部分(例如，经由第一段131)、关节驱动组件140的一部分和/或旋转驱动组件150的一部分。此外，伸缩式驱动电机164可以包括丝杠(未示出)等，该丝杠可操作来通过使该丝杠在第一方向上旋转(例如，在顺时针方向旋转以引起向前运动c)并且在第二方向上旋转(例如，在逆时针方向上旋转以引起向后运动d)来控制外科臂130的直线运动。
在示例实施方案中，伸缩式驱动组件160可以可配置来仅使外科臂130直线运动。在其他示例实施方案中，伸缩式驱动组件160可以可配置来使外科臂130以及关节驱动组件140和/或旋转驱动组件150中的一个或更多个直线运动。在不脱离本公开的教导的情况下，其他配置和运动也被设想。
控制器
在示例实施方案中，外科系统100或200可以包括控制器(或计算装置、操控器和/或主输入装置)。控制器可以包括一个或更多个处理器。控制器可以可配置来在外科系统100或200的一个或更多个部件中、上和/或针对外科系统100或200的一个或更多个部件执行多个动作、操作和/或配置中的一个或更多个。例如，控制器可以可配置来与外科系统100或200的一个或更多个部件(比如，外科臂组件120的一个或更多个部件、外科臂组件130的一个或更多个部件、关节驱动组件140的一个或更多个部件、旋转驱动组件150的一个或更多个部件、和/或伸缩式驱动组件160的一个或更多个部件)进行通信和/或控制这些部件。控制器可以由外科医生或外科团队(例如，经由用户接口)访问和/或控制，并且外科医生或外科团队可以能够与外科系统100或200的一个或更多个部件进行通信和/或控制这些部件的配置和/或操作。例如，控制器可以可配置来控制外科臂组件130、关节驱动组件140、旋转驱动组件150和/或伸缩式驱动组件160的一些或所有部分的运动和动作。控制器可以可配置来从用户接口(例如，用户接口910)接收表示在用户接口(例如，用户接口910)上执行的用户交互的用户交互信息(例如，由外科团队执行的用户交互信息)。控制器可以进一步可配置来对接收的用户交互信息进行处理。控制器可以进一步可配置来基于该处理来将一个或更多个命令发送到外科臂组件130、关节驱动组件140、旋转驱动组件150和/或伸缩式驱动组件160。所发送的一个或更多个命令可以包括命令关节驱动组件140的第一关节驱动子组件142以使连接到第一关节组件135的远端的外科臂130(例如，第二段132)相对于第一段131运动(和/或保持外科臂130的位置或保持外科臂130不运动)的这样的方式来驱动第一关节组件135。所发送的一个或更多个命令还可以包括命令关节驱动组件140的第二关节驱动子组件144以使外科臂130的连接到第二关节组件136的远端的部分(例如，第二段132)相对于第二段132运动(和/或保持该部分的位置或保持该部分不运动)的这样的方式来驱动第二关节组件136。所发送的一个或更多个命令可以包括命令关节驱动组件140的端部执行器关节驱动子组件146以使外科臂130的连接到端部执行器关节组件137的远端的部分(例如，端部执行器组件133)相对于第二关节组件136运动(和/或保持该部分的位置或保持该部分不运动)的这样的方式来驱动端部执行器关节组件137。
在示例实施方案中，控制器可以可配置来检测外科臂组件130的至少一部分(例如，端部执行器组件133和/或器械134)的运动中的阻力并且经由用户接口将触觉反馈响应传送给外科医生或外科团队，该阻力是由外部因素(例如，患者腔体的内部、外科系统100的另一个部件(比如外科臂组件120或另一个外科臂组件130))引起的。当控制器检测到外科系统100或200的至少一部分的运动中的阻力时，控制器可以可配置来确定外科系统100或200遇到阻力的部分(例如，器械134)。此外，控制器可以可配置来基于这样的确定来向用户接口提供触觉反馈响应。
控制器还可以可配置来从外科系统100或200的一个或更多个部件接收多个响应、反馈、动作和/或测量中的一个或更多个，包括但不限于外科系统100或200的一个或更多个部件的运动、触觉反馈响应以及与外科臂组件130所有的、所施以的和/或附近的位置(包括方位)、施加的力、接近度、温度、压力、湿度等有关的响应和/或测量。
在示例实施方案中，控制器可以可配置来从用户接口接收在用户接口上执行的表示命令能量源(未示出)将电流(例如，第一电流)施加于器械134的用户交互(例如，由外科医生或外科团队所做的用户交互)。在这样做时，这样的电流(例如，第一电流)使得器械134能够执行电外科器械的动作。在示例实施方案中，当控制器从用户接口接收到在用户接口上执行的表示命令能量源将电流(例如，第一电流)施加于(或不施加于)器械134以执行(或不执行)电外科器械的动作的用户交互时，控制器可以可配置来将使电流施加于(或不施加于)器械134的命令发送到能量源。
在示例实施方案中，控制器可以与用户接口分开。可替换地，控制器可以包括用户接口的一部分或全部，或者可以与用户接口的处理器进行通信。
用户接口
在示例实施方案中，外科系统100或200可以包括用户接口(未示出)。用户接口可以可配置来供一个或更多个操作者(例如，外科团队的一个或更多个成员)使用。用户接口可以可配置来接收所述一个或更多个操作者的多个用户交互中的一个或更多个，并且命令外科系统100、200的一个或更多个部件执行动作或者防止执行动作。这样的接收可以是经由控制器和/或直接来自于外科系统100或200的一个或更多个部件。例如，用户接口可以可配置来(例如，经由控制器)控制外科系统100或200的一个或更多个部分(比如外科系统100或200的器械134和其他部分)的运动。
用户接口还可以可配置来从外科系统100或200的一个或更多个部件和/或控制器接收多个响应、反馈、动作和/或测量中的一个或更多个，包括但不限于外科系统100或200的一个或更多个部件的运动、触觉反馈响应以及与外科臂130所有的、所施以的和/或附近的位置(包括方位)、施加的力、接近度、温度、压力、湿度等有关的响应和/或测量。
在示例实施方案中，用户接口可以与控制器分开。可替换地，用户接口可以包括控制器的一部分或全部，或者可以包括与控制器进行通信的处理器。外科系统100或200可以包括与控制器和/或用户接口进行通信的存储器(未示出)。该存储器可以用于存储从控制器和/或用户接口接收的、被控制器和/或用户接口处理的和/或与控制器和/或用户接口来往传送的信息。用户接口还可以包括用于显示外科系统100或200的部件(比如摄像头134)捕捉的视频和/或音频内容的一个或更多个图形接口(比如监视器、投影系统等)。所述一个或更多个图形接口还可以用于显示从外科系统100或200的一个或更多个部件和/或控制器接收的一些或所有响应、反馈、动作和/或测量，包括但不限于外科系统100或200的一个或更多个部件的运动、触觉反馈响应以及与外科臂130所有的、所施以的和/或附近的位置(包括方位)、施加的力、接近度、温度、压力、湿度等有关的响应和/或测量。
尽管以上已描述了根据公开的原理的各种实施方案，应理解这些实施方案仅以示例的方式被提出，而非限制性的。因此，本公开中所描述的示例实施方案的宽度和范围不应受任何上述的示例性实施方案限制，而应仅根据从本公开授权的权利要求以及它们的等同形式来限定。而且，以上优点和特征在所描述的实施方案中提供，但不应将这些授权的权利要求的应用限制为实现以上优点的任一或全部的方法和结构。
例如，“组件”、“装置”、“部分(portion)”、“段”、“构件”、“本体”或者其他类似的术语一般应被广义地解释为包括一个部分或者附连或连接在一起的多于一个的部分。
本文中使用的各种术语在本技术领域内具有特殊意义。特定术语是否应被解释为这样的“技术术语”取决于该术语的使用的上下文。例如，“被连接的”、“连接的”、“被附连的”、“附连的”、“被锚定的”、“锚定的”、“与…通信的”、“通信的”、“与…关联的”、“关联的”或者其他类似术语一般应被广义地解释为包括附连、连接和锚定在所论及的部件之间是直接的，或者是在所论及的部件之间是通过一个或者更多个中间物的。这些及其他术语要根据它们在本公开中的使用上下文来解释，并且要按照本领域的普通技术人员在所公开的上下文下理解这些术语那样来进行解释。以上定义不排除基于所公开的上下文可能给予这些术语的其他意义。
如本公开中所论及的，计算装置、控制器、操控器、主输入装置、处理器和/或系统可以是虚拟机、计算机、节点、实例、主机和/或联网或不联网计算环境中的装置。联网计算环境可以是由便利装置之间的通信并且使得装置可以共享资源的通信信道连接的装置集合。如本公开中还论及的，计算装置可以是被部署来执行作为套接字监听器操作的程序的装置，并且可以包括软件实例。
资源可以包含用于运行实例的任何类型的资源，所述实例包括硬件(比如服务器、客户端、大型计算机、网络、网络储存器、数据资源、存储器、中央处理单元时间、科学器械以及其他计算装置)以及软件、软件许可、可用网络服务以及其他非硬件资源或它们的组合。
联网计算环境可以包括但不限于计算网格系统、分布式计算环境、云计算环境等。这样的联网计算机环境包括被配置来形成虚拟组织的硬件和软件基础设施，该虚拟组织由可以位于地理上分散的位置上的多个资源组成。
此外，本申请和本申请授权的任何专利的覆盖范围可以扩展到一个或更多个通信协议，包括tcp/ip。
比如“在.......时”、“等同的”、“在.......期间”、“完成”等的比较、测量和时序的词语应被理解为意指“基本上在........时”、“基本上等同的”、“基本上在.......期间”、“基本上完成”等，其中“基本上”意指这样的比较、测量和时序对于实现隐含地或明确地陈述的期望结构是可实行的。
此外，本文的段落标题是被提供来与37cfr1.77的建议一致，或者用于提供本文的结构线索。这些标题不应限制或特征化可以从本公开授权的任何权利要求中所阐述的发明(一个或多个)。具体地并且以举例的方式，“背景技术”中的技术的描述不是要被解读为承认本技术是本公开中的任何发明(一个或多个)的现有技术。“发明内容”也不是要被认为是在授权的权利要求中所阐述的发明(一个或多个)的特征描述。另外，该公开中对单数的“发明”的任何引用不应被用于证明在该公开中仅有一个新颖点。多个发明可以根据从本公开授权的多个权利要求的限定来进行阐述，并且这些权利要求相应地定义了由其保护的发明(一个或多个)及其等同形式。在所有例子中，这些权利要求的范围根据本公开按照这些权利要求本身的实质来考虑，而不应被本文所陈述的标题限制。