手术盖布的制作方法

已知使用机器人来辅助和执行手术。图1示出了手术机器人100，其包括基部108、臂102和包括末端执行器106的器械105。基部支撑机器人，并且基部自身刚性地附接到例如手术室地板、手术室天花板或手推车。臂在基部与器械之间延伸。臂沿其长度通过多个柔性关节103铰接，该多个柔性关节103用于将手术器械定位在相对于患者101的期望位置。手术器械附接到机器人臂的远端104。手术器械在端口107处穿入患者101的身体，以便进入手术部位。器械在其远端处包括用于参与医疗过程的末端执行器106。

机器人臂102被手术盖布109围裹，以在手术器械(必须是无菌的)和机器人臂(可以不是无菌的)之间提供无菌边界。盖布在机器人臂与臂所在的无菌区域(例如手术室)之间提供边界。

图2示出了用于执行机器人腹腔镜手术的手术器械200。手术器械包括器械基部201，手术器械通过该器械基部201连接到机器人臂。轴202在器械基部201与铰接件203之间延伸。铰接件203终止于末端执行器204。在图2中，示出一对锯齿状钳口作为末端执行器204。铰接件203允许末端执行器204相对于轴202移动。期望通过铰接件向末端执行器204的运动提供至少两个自由度。

铰接件203可以由驱动组件机械地驱动，该驱动组件由容纳在机器人臂内而不是器械内的一个或更多个马达提供动力。机械驱动器需要穿过手术盖布连接或联接到器械。

当试图保持由盖布提供的无菌屏障时，机械驱动器穿过手术盖布的连接存在困难。需要一种改进的手术盖布。

技术实现要素：

根据本发明的一个方面，提供了一种用于覆盖手术机器人臂的至少一部分的手术盖布，所述臂包括至少一个驱动组件接口元件，所述驱动组件接口元件用于在所述臂与可与所述臂接合的器械之间传递驱动力，所述盖布包括：

接口部分，当所述器械与所述臂接合时，所述接口部分可定位在所述臂与所述器械之间；以及

主体部分，其包围所述接口部分；

所述接口部分和所述主体部分彼此相邻，所述接口部分包括以下中的一种或更多种：

材料或构造，该材料或构造在至少一个方向上具有比所述主体部分的模量低的模量，以及

可移动部分，该可移动部分可相对于所述主体部分移动，

从而使得所述接口部分的一部分相对于所述主体部分可重复地移动。

适当地，所述主体部分完全包围所述接口部分。适当地，所述接口部分的所述材料是编织材料和弹性材料中的至少一种。适当地，所述接口部分包括所述盖布的无约束部分。

适当地，所述接口部分包括褶皱控制部分，该褶皱控制部分配置成至少部分地控制所述盖布的所述材料的张力。适当地，所述褶皱控制部分包括所述可移动部分。

适当地，所述褶皱控制部分包括手风琴式部分，该手风琴式部分可在展开状态和收缩状态之间配置。

适当地，所述手风琴式部分偏向于所述展开状态和所述收缩状态中的一方。

适当地，所述褶皱控制部分包括卷轴，该卷轴用于所述可移动部分的材料的卷绕和所述可移动部分的材料的退绕中的至少一方。适当地，所述卷轴在旋转方向上有偏向，并且/或者，所述卷轴能够在旋转方向上驱动。

适当地，所述褶皱控制部分包括加强部分，所述加强部分被配置为允许所述接口部分在力的作用下优先变形。适当地，所述加强部分形成非加强部分的周边的至少一部分。

适当地，所述盖布被配置为与多个驱动组件接口元件接合，并且所述盖布包括与所述多个驱动组件接口元件中的每一个相对应的褶皱控制部分。

适当地，所述接口部分包括可与所述驱动组件接口元件接合的驱动传递元件。适当地，所述驱动传递元件包括附接到所述盖布的任一侧的部分。

适当地，所述可移动部分包括第一盖布部分和第二盖布部分，所述第一盖布部分和所述第二盖布部分可沿着结合线彼此可释放地接合，使得所述第一盖布部分与所述第二盖布部分之间的间隙可沿着所述接合线移动。

适当地，所述盖布包括用于感测所述盖布中的张力和所述盖布上的力中的至少一种的传感器。

根据本发明的另一方面，提供了一种手术系统，该手术系统包括如上所述的手术盖布、控制单元和传感器；所述传感器被配置为感测所述盖布中的张力和所述盖布上的力中的至少一种并向所述控制单元传输信号，并且所述控制单元被配置为根据所述信号确定所述盖布中的张力和所述盖布上的力中的至少一种。

上述任何方面的任何一个或更多个特征可与上述的任何其它方面的任何一个或更多个特征组合。在可能的情况下，可以将任何装置特征写为方法特征，反之亦然。这些没有在这里全部写出来，仅仅是为了简明扼要。

提供该发明内容来以简化的形式引入下面在具体实施方式中进一步描述的构思的选择。在发明内容中提到的特征并不指示它们是本发明或所要求保护的主题的关键特征或本质特征，也不应被视为限制所要求保护的主题的范围。

附图说明

现在，将参考附图通过示例的方式描述本发明。在附图中：

图1示出了执行手术过程的手术机器人；

图2示出了与图1所示的手术机器人一起使用的末端执行器；

图3示出了手术机器人；

图4示出了手术机器人臂的驱动组件接口；

图5示出了手术器械的器械接口；

图6a、图6b和图6c示出了手术盖布的一部分；

图7a示意性地示出了褶皱控制部分的侧视图；

图7b示意性地示出了图7a所示的褶皱控制部分的平面图；

图8a和图8b示出了另一褶皱控制部分；

图9a至图9d示出了手术盖布的接口部分的区段；以及

图10示出了接口部分的结合装置。

具体实施方式

图3示出了具有从基部301延伸的臂300的手术机器人。该臂包括多个刚性肢状物302。这些肢状物通过转动关节303联接。最近侧肢状物302a通过近侧关节303a与基部联接。最近侧肢状物302a和其它肢状物通过另外的关节303依次联接。适当地，腕部304由四个单独的转动关节构成。腕部304将一个肢状物(302b)联接到臂的最远侧肢状物(302c)。最远侧肢状物302c承载用于手术器械306的附件305。臂的每个关节303具有一个或更多个马达307以及一个或更多个位置和/或扭矩传感器308，马达307可以用于引起相应关节处的旋转运动，位置和/或扭矩传感器308提供关于该关节处的当前构造和/或负载的信息。适当地，马达布置在运动被其驱动的关节的近侧，以便改善重量分布。为了清楚起见，图3中仅示出了部分的马达和传感器。臂通常可以如我们同时待审的专利申请pct/gb2014/053523中所描述的。

臂终止于用于与器械306相接的附件305。适当地，器械306采取参照图2描述的形式。该器械的直径小于8mm。适当地，器械直径为5mm。器械的直径可以小于5mm。器械直径可以是轴的直径。器械直径可以是铰接件的轮廓的直径。适当地，铰接件的轮廓的直径与轴的直径匹配或比轴的直径窄。附件305包括用于对器械的铰接件进行驱动的驱动组件。驱动组件接口的可移动接口元件机械地接合器械接口的对应的可移动接口元件，以便将驱动力从机器人臂传递到器械。在典型操作期间，将一个器械更换为另一个器械若干次。因此，器械在操作期间可以附接到机器人臂并且可以从机器人臂拆卸。当驱动组件接口和器械接口彼此接合时，驱动组件接口和器械接口的特征有助于它们对准，从而降低它们由用户对准所需的精度。

器械306包括用于执行手术的末端执行器。末端执行器可以采用任何合适的形式。例如，末端执行器可以是平滑钳口、锯齿状钳口、夹持器、一对剪刀、用于缝合的针、摄像头、激光器、刀具、吻合器、烧灼器、抽吸器。如参考图2所述，器械包括器械轴与末端执行器之间的铰接件。铰接件包括允许末端执行器相对于器械的轴移动的若干关节。铰接件中的关节由驱动元件(例如电缆)致动。这些驱动元件在器械轴的另一端处固定到器械接口的接口元件。因此，机器人臂通过如下方式将驱动力传递到末端执行器：驱动组件接口元件的移动使器械接口元件移动，该器械接口元件使驱动元件移动，该驱动元件使铰接件的关节移动，该铰接件的关节使末端执行器移动。

用于马达、扭矩传感器和编码器的控制器分布在机器人臂内。控制器经由通信总线连接到控制单元309。控制单元309包括处理器310和存储器311。存储器311以非瞬时方式存储可由处理器执行以控制马达307的操作从而使臂300以本文中所描述的方式进行操作的软件。具体地，软件可以控制处理器310(例如经由分布式控制器)使马达根据来自传感器308和来自外科医生命令接口312的输入来驱动。控制单元309联接到马达307，以根据由软件的执行产生的输出来驱动马达307。控制单元309联接到传感器308以从传感器接收感测到的输入，并且联接到命令接口312以从其接收输入。各个联接件例如可以各自是电缆或光缆，或者可以通过无线连接来提供。命令接口312包括一个或更多个输入装置，用户可以通过输入装置以期望的方式请求末端执行器的运动。输入装置例如可以是诸如控制手柄或操纵杆之类的可手动操作的机械输入装置，或者诸如光学姿态传感器之类的非接触式输入装置。存储在存储器311中的软件被配置成对这些输入作出响应并且使臂和器械的关节根据预定控制策略相应地移动。控制策略可以包括调节臂和器械响应于命令输入的运动的安全特征。因此，总之，命令接口312处的外科医生可以控制器械306以执行期望的外科手术的方式移动。控制单元309和/或命令接口312可以远离臂300。

图4和图5示出了驱动组件接口和器械接口的、为了将驱动力从机器人臂传递到器械的示例性机械互连。图4示出了机器人臂404的端部处的示例性驱动组件接口400。驱动组件接口400包括多个驱动组件接口元件401、402、403。驱动组件接口元件从驱动组件接口400上的表面406、407、408突出。驱动组件接口元件从驱动组件接口400的突出允许驱动组件接口元件与对应的器械接口元件接合，如下所述。在示出的示例中，突出部呈翅片的形式。在其它实现方式中，可以提供其它类型的突出部。驱动组件接口元件适当地包括刚性材料，例如金属。适当地，突出部由诸如金属的刚性材料形成。优选地，驱动组件接口元件由诸如金属的刚性材料形成。

突出部(在示出的示例中为翅片)包括位于其远端处的斜面414。该斜面使得突出部容易接合在对应的凹部中，如下所述。在其它示例中，突出部的远端可以设置有圆角。斜面部分的边缘可以是倒圆的。

翅片延伸穿过表面406、407、408。翅片的从表面突出的部分垂直于表面的平面。在其它示例中，翅片可以在与垂线成10度的范围内的方向上突出。优选地，翅片延伸的方向在与垂线成5度的范围内或在与垂线成2度的范围内。

图4示出了三个驱动组件接口元件。在其它示例中，可以存在多于或少于三个的驱动组件接口元件。驱动组件接口元件401、402、403可以沿着直线路径409、410、411在驱动组件接口400内移动。路径可以彼此平行。适当地，至少两个路径是平行的。路径不需要精确地彼此平行。在路径需要紧密对齐的程度方面可以存在一定的公差。例如，路径可以在彼此的10度内。路径可以在10度范围内的各个方向上延伸。优选地，路径在彼此的5度内，或者在彼此的2度或1度内。路径可以在5度范围内的各个方向上延伸，或者优选地在2度或1度范围内的各个方向上延伸。

以这种方式将路径对齐可以有助于更紧凑地提供相应的机构。例如，这些机构可以被布置成彼此并排移动，从而允许这些机构被布置得更靠近在一起。

在所示示例中，直线路径409、410、411设置在两个平行平面上。与设置有外侧的两个直线路径409、411的平面相比，中间的直线路径410设置在进入驱动组件接口400内的平面407上。这种布置允许驱动组件接口400与器械接口500之间的更紧凑的接口。

在其它实现方式中，三个直线路径409、410、411可设置在相同平面上，或全部设置在不同平面上。在另一示例中，与设置有中间直线路径410的平面相比，外侧的两个直线路径409、411设置在进入驱动组件接口400内的平面上。在利用不同数目的驱动组件接口元件的实现方式中，设置有路径的平面的不同配置是可能的。

现在参照图5，器械的轴501终止于器械接口500。器械接口500包括多个器械接口元件(其中一个器械接口元件在图5中以502示出)。器械接口元件适当地包括刚性材料，例如金属。适当地，器械接口元件由诸如金属的刚性材料形成。成对的驱动元件(一对这样的驱动元件以503、504示出)从轴501的端部延伸到器械接口500中。每对驱动元件终止于器械接口元件中的一个。在图5所示的示例中，驱动元件对503、504终止于器械接口元件502；同样地，其它驱动元件对终止于对应的器械接口元件。

在示出的示例中，存在终止于三个器械接口元件的三个驱动元件对。在其它示例中，可以有多于或少于三个的器械接口元件。可以有多于或少于三个的驱动元件对。在图5中，在器械接口元件与驱动元件对之间存在一对一关系。在其它示例中，在器械接口元件与驱动元件对之间可以存在任何其它联接关系。例如，单个器械接口元件可以驱动多于一对的驱动元件。在另一示例中，多于一个器械接口元件可以驱动单个驱动元件对。

每个器械接口元件502包括凹部或杯部505，该凹部或杯部505是器械接口元件的可与驱动组件接口元件接合的部分。

器械接口元件可以在器械接口内发生位移。在所示的示例中，器械接口元件可以沿着轨道滑动。器械接口元件502可以沿着轨道506滑动。每个器械接口元件可以沿着与该器械接口元件所保持系留的一对驱动元件的伸长方向平行的方向发生位移。每个器械接口元件可以在与器械轴501的纵向轴线512平行的方向上发生位移。当器械接口元件沿着其各自的轨道移动时，引起固定到其上的驱动元件对的相应移动。因此，使器械接口元件移动驱动了驱动元件对的运动，并因此驱动器械的关节的运动。

驱动组件接口400与器械接口500配合。器械接口500包括用于容纳驱动组件接口元件401、402、403的结构。具体地，器械接口元件容纳驱动组件接口元件。在所示的示例中，每个器械接口元件包括用于容纳对应的驱动组件接口元件的翅片的凹窝或杯部505。一个器械接口元件502的凹窝505容纳对应的驱动组件接口元件402的翅片。类似地，其它器械接口元件的凹窝容纳其它驱动组件接口元件的翅片。

每个驱动组件接口元件可以在驱动组件内发生位移。该位移是受驱动的。例如，位移可以由马达和导螺杆装置驱动。

每个驱动组件接口元件可以沿着与机器人臂的终端连杆的纵向轴线413平行的方向发生位移。当驱动组件接口元件移动时，引起与之接合的器械接口元件的相应移动。因此，驱动组件接口元件的驱动运动驱动了器械接口元件的运动，该器械接口元件驱动器械的末端执行器的铰接件。

翅片的从表面突出的部分包括在驱动组件接口元件的移动方向上对齐的前表面和后表面。这里，前和后指的是在一个方向上的移动，此时前表面将面向移动方向而后表面将背向移动方向。当驱动组件接口元件沿相反方向移动时，前表面将背向移动方向，而后表面将面向移动方向。

驱动组件接口元件的前表面和后表面横向于驱动组件接口元件可驱动地移动的方向。驱动组件接口元件的前表面和后表面平行于翅片从表面突出的方向。前表面和后表面不需要精确地平行于该方向，但是优选地在该方向的10度的范围内，或者在5度的范围内，或者更优选地在2度的范围内。

凹窝505包括横向于器械接口元件可移动的方向的内表面。内表面不需要精确地横向于该方向，但是优选地在横向于该方向的10度的范围内，或者在5度的范围内，或者更优选地在2度的范围内。

在所示示例中，器械接口元件的内表面与驱动组件接口元件的前表面和后表面彼此平行。这可以有助于驱动力在元件之间的传递。

在器械接口500与驱动组件接口400接合时，驱动组件接口元件由对应的器械接口元件保持系留。器械接口元件和驱动组件接口元件都可以在相同的方向上发生位移。该方向既平行于机器人臂404的终端连杆的纵向轴线413，又平行于器械轴501的纵向轴线512。

因此，在示出的示例中，将直线驱动在驱动组件400与器械之间进行传递。在其它示例中，驱动不需要是直线驱动。例如，驱动可以是旋转驱动或绕弧驱动。

在手术或外科手术过程中，手术机器人被围裹在无菌盖布(图6a中示出了盖布的示例)内，以在非无菌手术机器人与无菌操作环境之间提供无菌屏障。机器人的被盖布覆盖的部分则不需要是无菌的。手术器械在附接到手术机器人之前被消毒。无菌盖布通常由诸如由聚酯、聚丙烯、聚乙烯或聚四氟乙烯(ptfe)制成的塑料片构成。适当地，盖布是柔性的和/或可变形的。这可以有助于盖布围裹机器人臂而不会在外科手术过程中干扰机器人臂和/或器械的位置和/或运动。

无菌盖布600适当地在驱动组件接口400与器械接口500之间通过。为了在器械(其将被消毒以用于外科手术过程)与机器人臂(其通常将不是无菌的)之间保持无菌屏障，在驱动组件接口400与器械接口500之间设置手术盖布。器械接口500与驱动组件接口400的接合将捕获(capture)在器械接口500与驱动组件接口400之间的盖布的一部分。

无菌盖布在驱动组件与器械接口之间形成屏障。该屏障不必是完全气密的，但适当地基本上是气密的。

翅片与凹窝之间的接合，或者更一般地，驱动组件接口元件与器械接口元件之间的接合穿过盖布的被捕获部分进行。适当地，所捕获的部分允许驱动组件接口元件和器械接口元件相对于驱动组件和器械接口移动，以便传递驱动力，但不允许这种移动不利地影响盖布的完整性。保持盖布的完整性确保了无菌屏障不受损害。

在示出的示例中，驱动组件接口元件包括突出部(即翅片)并且器械接口元件包括凹部(即凹窝)。在一些示例中，器械接口元件可以包括突出部，并且驱动组件接口元件可以包括凹部。在其它示例中，组合是可能的：一个或更多个驱动组件接口元件可以包括突出部，而另一个或更多个驱动组件接口元件可以包括凹部；并且对应的一个或更多个器械接口元件可以包括凹部，而另一个或更多个器械接口元件可以包括突出部。

突出部与凹部之间的接合将潜在地导致在器械接口与驱动组件接口之间保持拉紧的盖布撕掉或撕裂或以其它方式破裂，从而潜在地损害无菌屏障。即使盖布不立即撕掉或撕裂，在传递驱动力时驱动组件接口元件的移动也会导致盖布撕掉或撕裂或以其它方式破裂。无菌屏障可以另外地或另选地通过盖布随时间变薄或磨损以及通过盖布破裂而受损。将斜面414和/或倒圆朝向突出部的端部的设置可以减少盖布在被捕获在突出部与凹部之间时发生损坏的可能性。

除了撕裂盖布的可能性之外，盖布的变形可以引起作用在一个或更多个接口元件上的力，该力可能例如通过影响接口元件的移动而影响接口元件。这可能损害接口的性能，或者损害机器人作为整体的性能。例如，由盖布引起的作用在接口元件上的力可以限制接口元件在由驱动组件提供的驱动力作用下的自由移动。由盖布引起的作用在接口元件上的力也可以影响力反馈测量，该力反馈测量可以感测作用在一个或更多个接口元件上的力。因此，由盖布引起的力可能在这种力反馈测量中引入不精确性。

为了避免或限制无菌屏障受到损害，盖布设置有接口部分602，如图6a所示。捕获的部分可以包括接口部分。接口部分602被示出为被盖布的主体部分601围绕或包围。适当地，主体部分完全围绕接口部分。主体部分邻近接口部分设置。适当地，主体部分邻接或毗邻接口部分。适当地，盖布跨越接口部分和主体部分是连续的。接口部分602以这种方式位于主体部分601内通常是最方便的，这使得主体部分601可以远离接口部分602延伸，从而覆盖机器人臂。主体部分适当地包括塑料片。

适当地，当处于应力(例如单轴应力或双轴应力)下时，接口部分表现出与主体部分不同的行为。

在图6a中，接口部分602被示出为大致矩形。该形状并不重要。通常，优选地，接口部分602的形状对应于驱动组件接口(或驱动组件接口在平面上的投影)的形状。

接口部分602被配置为适应驱动组件接口元件的移动，而不损害无菌屏障。因此，在一个示例中，可以发生驱动组件接口元件的移动，而不会造成盖布的撕裂、撕掉和/或洞(或其它破裂)。

接口部分602可以包括顺应性(compliant)部分。顺应性部分被配置为适应驱动组件接口元件和器械接口元件的移动。顺应性部分适应这种移动而不会使盖布变得拉紧。因此，降低了由盖布提供的无菌屏障被破坏的可能性。这可以确保在整个外科手术过程中保持无菌屏障。

在一个示例中，接口部分602包括足够的材料，使得当在器械接口500与驱动组件接口400之间捕获盖布时，捕获的材料是宽松的和/或不受约束的。宽松、松散或不受约束的材料适当地足以允许驱动组件接口元件的整个范围的运动，而不会使盖布材料拉伸(或拉伸超过弹性极限)、撕裂和/或撕掉。换句话说，接口部分602被布置成使得提供多余的材料用于捕获。多余的或不受约束的材料的一部分能够相对于盖布的主体部分移动。这使得盖布的接口部分602允许驱动组件接口元件与器械接口元件之间的接合而不会变得拉紧。这样，不受约束的接口部分602的设置允许驱动组件的期望运动，以便在保持无菌屏障的完整性的同时传递驱动力。

在一个示例中，盖布的接口部分和主体部分可以包括不同的材料或具有不同性质或特性的材料。适当地，盖布的接口部分包括在至少一个方向上具有低模量(例如，弹性或拉伸模量)或具有低摩擦系数的材料。优选地，接口部分包括在多个方向上具有低模量或具有低摩擦系数的材料。在一些示例中，如果接口部分的值低于主体部分的值，则可以认为模量或摩擦系数低。在一些示例中，如果接口部分的值低于预定阈值，则可以认为模量或摩擦系数低。适当地，主体部分和接口部分中的至少一个是不可渗透液体的材料，例如片或膜。主体部分和接口部分可以包括不同的材料，这两种材料都是不可渗透液体的。适当地，接口部分由被构造成在张力下变形的材料制成。接口部分适当地包括比主体部分的材料更容易在张力下变形的材料。例如，接口部分是由被构造成在张力下拉伸和/或剪切的材料制成。

在一个示例中，接口部分是编织材料，例如紧密编织材料。适当地，编织材料是聚酯、聚丙烯、聚乙烯和聚四氟乙烯(ptfe)材料中的一种或其组合。适当地，编织材料的编织密度为每英寸至少约140线，优选为每英寸至少约270线或约280线。编织材料可以允许接口部分602剪切。因此，接口部分中的张力可以通过接口部分的剪切而减轻。通过由设计用于剪切的材料形成接口部分，可以在接口部分不发生撕裂、撕掉或以其它方式破裂的情况下实现剪切。因此可以保持无菌屏障。

接口部分可以由弹性材料(例如有松紧性的材料)形成。弹性材料可以包括选自以下组的材料：弹性物、橡胶、天然橡胶、聚异戊二烯、弹性体、聚丁二烯、聚氯丁二烯、丁基橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶、乙烯基和聚氯乙烯。这可以允许在材料中拉伸而不使材料破裂。

盖布可以包括或可以联接到用于感测接口部分的材料中的张力的至少一个张力传感器。一个或多个张力传感器可以联接到控制单元309。联接可以通过有线和无线连接中的一个或更多个来实现。控制单元309被适当地配置为从张力传感器接收一个或更多个信号，并根据接收到的信号确定接口部分的材料中的张力。在正常操作期间，接口部分的材料中的张力通常将在已知范围内。响应于驱动组件接口元件的移动，张力将在材料的区段中增大和减小。多个张力传感器可以用于感测在接口部分的材料的多个点处的张力。

针对一个或更多个驱动组件接口元件的给定或已知配置，可以确定在接口材料中的一个或更多个点处的张力。一个或更多个驱动组件接口元件的配置可以由控制单元309确定。适当地，控制单元309包括查找表，该查找表包括针对驱动组件接口元件的配置的范围的预期张力值。

如果接口部分破裂，则至少一个点处的张力将不同于预期张力。控制单元可以被配置为将检测到或感测到的张力与预期张力进行比较。可以使用检测到的张力与预期张力之间的差(例如高于阈值差(其可以是绝对值、或张力值的比例)的差)来检测接口部分中的破裂。阈值差适当地是可配置的，例如用户可配置的。张力不同或差值最大的一个点和/或多个点可以用于确定破裂的性质和位置。基于该确定，控制单元可以确定外科手术是否能够继续，或者是否需要在外科手术能够继续之前注意破裂。可以通过控制单元指示诸如操作者的视觉检查的动作。

可以通过控制单元计算预期张力或参考张力。控制单元可以被配置成访问诸如查找表之类的表。该表可以包括针对驱动组件接口元件的至少一个配置的至少一个参考张力。可以根据对表的参考通过控制单元来确定预期张力或参考张力。例如，可以根据驱动组件接口元件配置或表中最接近实际配置的这种配置从表中读出参考张力，或者可以在表中的参考张力之间内插参考张力，或者从表中的参考张力外推参考张力。控制单元309可以包括表。适当地，存储器311包括表。张力也可以被称为力。

现在参照图6b，接口部分602可以包括至少一个驱动传递元件603、604、605。每个驱动传递元件用于在驱动组件接口元件与器械接口元件之间传递驱动力。在图6中示出了在包括三个驱动组件接口元件的驱动组件接口与包括三个器械接口元件的器械接口之间传递驱动的三个驱动传递元件。如上所述，驱动组件接口元件和器械接口元件可以包括突出部和凹部中的一个或者另一个。因此，驱动传递元件适当地包括用于分别与驱动组件接口元件上的凹部或突出部接合的突出部或凹部，以及用于分别与器械接口元件上的凹部或突出部接合的突出部或凹部。参照图6c，驱动传递元件603可以包括第一部分603a和第二部分603b。第一部分603a适当地设置在盖布的一侧。第一部分603a可与机器人臂接合。例如，第一部分603a可与驱动组件接口400接合，例如可与驱动组件接口元件接合。第二部分603b适当地设置在盖布的另一侧。第二部分603b可与器械接合。例如，第二部分603b可与器械接口500接合，例如可与器械接口元件接合。驱动传递元件允许在驱动组件接口400与器械接口500之间传递驱动力。

驱动传递元件可以通过将盖布602的一部分夹在第一部分603a与第二部分603b之间而附接到盖布。另选地，驱动传递元件可以附接到围绕驱动传递元件的周边的盖布，使得驱动传递元件延伸到盖布的两侧。驱动传递元件或第一和/或第二部分可以以任何方便的方式附接到盖布，例如通过焊接(诸如热气体焊接、振动焊接、超声波焊接、感应焊接、红外/激光焊接和介电焊接)和粘合(诸如通过粘合剂、通过溶剂粘合或通过熔融粘合)中的至少一种。

在另一示例中，接口部分602或接口部分的顺应性部分包括一个或更多个褶皱(或皱折/起皱)控制部分或材料控制部分，用于控制接口部分的区域中的材料。褶皱控制部分降低了接口部分602的材料褶皱(或皱折/起皱)的可能性以及/或者控制接口部分602的材料褶皱的程度。褶皱控制部分被布置成控制当驱动组件接口元件移动时接口部分的材料移动的方式。这可以允许控制接口部分的材料内的张力和/或对接口部分的材料内的张力作出的反应。

褶皱控制部分适当地连接(interface)在驱动组件接口400与器械接口500之间。褶皱控制部分可以与盖布一体地形成。另选地，褶皱控制部分可以与盖布分开地形成，并且随后附接到盖布。无论哪种方式，褶皱控制部分都是无菌的。褶皱控制部分的一侧直接接触驱动组件接口。褶皱控制部分的另一侧直接接触器械接口。因此，褶皱控制部分防止非无菌驱动组件接口直接接触无菌器械接口，并因此保持两个部件之间的无菌屏障。

参照图7a和图7b，褶皱控制部分包括一个或更多个可移动部分710。适当地，可移动部分是柔性的和/或弹性的，例如是有松紧性的。例如，可移动部分是诸如织物的材料。优选地，该材料是防水的，以助于在机器人臂与器械之间提供无菌屏障。该材料可以由塑料片构成，该塑料片例如由聚酯、聚丙烯、聚乙烯或聚四氟乙烯(ptfe)制成。可移动部分710降低了褶皱控制部分的材料皱褶的可能性以及/或者控制褶皱控制部分的材料褶皱的程度。可移动部分被布置成控制当驱动传递元件移动时褶皱控制部分的材料移动的方式。这可以允许控制褶皱控制部分的材料内的张力和/或对褶皱控制部分的材料内的张力作出的反应。

在一个示例中，可移动部分710的材料被捕获在驱动组件接口元件与器械接口元件之间。可移动部分被配置为与驱动组件接口元件的移动一起移动，从而避免可移动部分的撕裂或撕掉。在另一示例中，一个或更多个驱动传递元件设置在可移动部分710上或附接到可移动部分710。

在示出的示例中，提供了两个卷轴711、712。每个卷轴被配置为保持和保留一定量的材料。可以将材料卷到一个或两个卷轴上，以拉紧卷轴之间材料的松弛。可以将材料从一个或两个卷轴上卷下来，以释放卷轴之间材料的张力。可以将材料卷到卷轴上或卷离卷轴，以适应驱动组件接口元件的移动，从而适应与驱动组件接口元件接合的驱动传递元件的移动。

参照图7a，卷轴之间的材料向左移动。这例如是因为驱动组件接口元件由驱动组件向左驱动。当驱动组件接口元件向左移动时，可移动部分也将向左移动。这是因为可移动部分将在驱动组件接口元件与器械接口元件之间被捕获，或者因为附接到可移动部分的驱动传递元件与驱动组件接口元件接合。如箭头所示，右手侧卷轴711将顺时针旋转，以从右手侧卷轴711供给材料。这意味着驱动组件接口元件与右手侧卷轴711之间的材料不暴露于高张力，否则该高张力可能导致材料破裂以及/或者中断褶皱控制部分和/或器械接口的操作。如箭头所示，左手侧卷轴712可以逆时针旋转，以将材料卷到左手侧卷轴712上。这意味着驱动组件接口元件与左手侧卷轴712之间的材料不会变松。类似地，如果驱动组件接口元件向右移动，则材料将从左手侧卷轴712供给。材料可以由右手侧卷轴711卷起来。左手侧卷轴712和右手侧卷轴711中的任一个或两者不需要拉紧材料中的松弛。然而，保持材料拉紧可以有助于保持无菌屏障。

现在参照图7b，三个可移动部分710彼此相邻地设置。各个可移动部分附接有驱动传递元件701、702、703，尽管在其它示例中不需要提供一个或更多个驱动传递元件。提供三对卷轴。这允许三个可移动部分彼此独立地移动，而这种独立移动不会导致褶皱控制部分的材料中的张力增大。例如，为每个可移动部分提供一对卷轴可以降低可移动部分的材料暴露于张力、剪切力和/或破裂的程度。这种减少可以与为多个可移动部分提供单对卷轴的布置相比较，并且材料的定位例如基于多个可移动部分的位置的平均，例如加权平均。

在所示示例中，最上面(在图7b的取向上)的驱动传递元件701向右移动(如箭头所示)，中间驱动传递元件702向左移动(如箭头所示)，下部驱动传递元件703向右移动(如箭头所示)。最上面区段的第一右手侧卷轴713收起可移动部分的材料，因此具有较大的卷轴直径。最上面区段的第一左手侧卷轴714从卷轴供给可移动部分的材料，因此具有较小的卷轴直径。中间区段的第二右手侧卷轴715从卷轴供给可移动部分的材料，因此具有较小的卷轴直径。中间区段的第二左手侧卷轴716收起可移动部分的材料，因此具有较大的卷轴直径。下面区段的第三右手侧卷轴717收起可移动部分的材料，因此具有较大的卷轴直径。下面区段的第三左手侧卷轴718从卷轴供给可移动部分的材料，因此具有较小的卷轴直径

将理解，在可移动部分的数目和/或布置不同于所示出的示例的情况下，卷轴对的数目和/或布置可以类似地不同。

通过绕卷轴的轴线驱动相应的卷轴，可以拉紧和/或从卷轴供给褶皱控制部分(诸如可移动部分)的材料。通过围绕卷轴的轴线弹性地偏置相应的卷轴，可以拉紧和/或从卷轴供给褶皱控制部分的材料。在一个示例中，每个卷轴被弹性地偏置且也被驱动。弹性地偏置卷轴可以有助于保持褶皱控制部分的材料内的张力一致。当张力(例如通过驱动传递元件朝向相关卷轴移动而)降低时，卷轴的偏置将使卷轴旋转以拉紧材料。当张力(例如通过驱动传递元件远离相关卷轴移动而)增大时，卷轴的偏置将允许卷轴旋转以便从卷轴供给材料。可以确定弹性偏置的弹性，以在褶皱控制部分的材料中提供期望的张力或张力范围。在一个示例中，弹性偏置由联接到相应卷轴的弹簧提供。

卷轴的驱动可以通过将马达(例如，电动马达)联接到每一卷轴来实现。驱动卷轴可以允许以期望的速度释放张力和/或拉紧松弛。例如，驱动卷轴可以允许以比利用弹性偏置可能发生的速度更高的速度释放张力和/或拉紧松弛。与依靠弹性偏置或仅依靠弹性偏置相比，驱动卷轴可以允许更精确地控制张力。

在一个示例中，一对卷轴中的一个卷轴联接到用于驱动该卷轴的马达，且该对卷轴中的另一个被弹性偏置。当马达被驱动以获得期望的张力时，弹性偏置适应于材料中的张力。这种布置允许控制褶皱控制部分的材料中的张力。

第一张力传感器721(在图7a中示意性地示出)联接到右手侧卷轴711、713、715、717。第一张力传感器被配置为感测驱动传递元件(或被捕获在驱动组件接口元件与器械接口元件之间的可移动部分的一部分)与右手侧卷轴之间的材料中的张力。第一张力传感器适当地联接到右手侧卷轴的旋转轴。第二张力传感器722(在图7a中示意性地示出)联接到左手侧卷轴712、714、716、718。第二张力传感器被配置为感测驱动传递元件(或被捕获在驱动组件接口元件与器械接口元件之间的可移动部分的部分)与左手侧卷轴之间的材料中的张力。第二张力传感器适当地联接到左手侧卷轴的旋转轴。由第一张力传感器和第二张力传感器中的任一个或两者感测的张力用于确定如何驱动右手侧卷轴和左手侧卷轴中的任一个或两者。换句话说，根据由第一张力传感器和第二张力传感器中的任一个或两者感测到的张力来控制右手侧卷轴和左手侧卷轴中的任一个或两者。

提供第一张力传感器和第二张力传感器可以允许比较由第一张力传感器和第二张力传感器中的每一个感测的张力。该比较可以用于检测材料中的破裂或其它损坏。例如，如果在一对卷轴中的两个卷轴处感测到的张力都随着驱动传递元件(或可移动部分)移动而减小，则可以确定卷轴之间的材料已经破裂。

在一些示例中，仅需要为一对卷轴中的每一个卷轴提供一个张力传感器。

在图8a和图8b中示出了褶皱控制部分800的另一示例。在接口部分的材料中在彼此间隔的位置处设置第一手风琴式部分801和第二手风琴式部分802。驱动组件接口元件和器械接口元件捕获手风琴式部分之间的材料的一部分。或者，用于与驱动组件接口元件和器械接口元件接合的驱动传递元件804可以设置在手风琴式部分之间的材料上(如图8a中虚线所示)。因此，当驱动组件接口元件被驱动时，将使接口部分的材料移动。

每个手风琴式部分包括材料的一系列皱折。皱折是材料中的预折叠和材料中的预应力线中的至少一个。手风琴式部分具有收缩状态和展开状态，在收缩状态中，材料的皱折相对更靠近在一起，在展开状态中，材料的皱折相对更远地分开。当手风琴式部分的材料例如通过驱动组件接口元件远离该手风琴式部分移动而置于增大的张力下时，皱折打开以允许材料移动，从而限制材料中张力的增大。当手风琴式部分的材料例如通过驱动组件接口元件朝向该手风琴式部分移动而置于减小的张力下时，皱折闭合以允许材料移动，从而限制材料中张力的减小。手风琴式部分的皱折可以布置成在形成皱折的材料的弹性作用下在张力减小时闭合。另选地或另外地，弹性构件例如通过联接到手风琴式部分的任一侧的材料而被联接到手风琴式部分周围，并且被配置成朝向更折叠的构造推动手风琴式部分。这种弹性构件的示例是弹簧元件，如图8b中803所示。

手风琴式部分可以具有比形成该手风琴式部分的材料的有效模量低的有效模量(例如，弹性模量或拉伸模量)。将材料形成皱折可以减小手风琴式部分的整体模量。结果，手风琴式部分在比使形成手风琴式部分的材料的平坦部分扩展所需的力更低的力下可以适当地扩展。

在另一示例中，手风琴式部分的皱折可以被布置成在形成皱折的材料的弹性作用下在加压减小时打开。另选地或另外地，弹性构件例如通过联接到手风琴式部分的任一侧的材料而被联接到手风琴式部分周围，并且被配置成朝向更扩展的构造推动手风琴式部分。图8b中803所示类型的弹簧元件是这种弹性构件的示例。

参照图8a，当驱动组件接口元件向左移动(在图8a的取向上)，导致接口部分的材料向左移动时，如箭头所示，第一手风琴式部分801闭合，使得第一手风琴式部分801的皱折变得更靠近在一起；第二手风琴式部分802打开，使得第二手风琴式部分802的皱折变得更分开。因此，接口部分的材料能够与驱动组件接口元件一起移动，而不会导致材料破裂。

可以提供一个褶皱控制部分800以对应于每个驱动组件接口元件。因此，在存在三个驱动组件接口元件的情况下，可以提供三个褶皱控制部分800。由于驱动组件接口元件的数量和/或布置不同，褶皱控制部分800的数量和/或布置可以不同。

虽然为每个手风琴式褶皱控制部分提供两个手风琴式部分是优选的，但是在一些示例中，仅需要提供一个手风琴式部分。在这种情况下，可以通过材料拉伸、材料变形和材料的无约束部分或松弛部分中的至少一种来调节张力。

上述手风琴式部分可以适应直线运动。也可以适应除直线运动之外的运动。例如，可以通过提供扇形手风琴式部分来适应弧中的运动。

在一些示例中，接口部分包括改性部分，允许接口部分优先地以预定方式变形，如图9a至图9d所示。改性部分901被增厚和/或加强。改性部分901相对于接口部分的未增厚或加强的未改性部分902增厚和/或加强。因此，改性部分901比未改性部分902相对更厚和/或更强。在图9a所示的示例中，提供两个改性部分901，未改性部分902的两侧各有一个改性部分901。

接口部分可以设置成多个区段，并且至少一个区段可以设置有至少一个改性部分901。改性部分可以设置在未改性部分902的周边。换句话说，改性部分901可以形成中间为未改性部分902的区段的边缘。

改性部分901允许例如当在张力和/或剪切下时控制接口部分的变形。在示出的示例中，当图9b所示的区段受到剪切力时，其将优先地以图9c所示的方式剪切。在一个示例中，剪切未改性部分902所需的力小于使沿着所示区段的两个侧边缘的改性部分901弯曲所需的力。因此，沿着所示区段的两个侧边缘的改性部分901不弯曲，而是基本上保持其形状为直线，导致未改性部分902的材料优先地变形。在一些示例中，改性部分901不一直延伸到区段的每个角中，以允许这种变形。适当地，区段的模量在至少一个方向上低于盖布的主体部分的模量。适当地，区段优先地沿该方向变形。

换句话说，改性部分901控制区段的变形。在存在多个这样的区段的情况下，改性部分901控制每个区段的变形，从而控制接口部分的变形。

虽然所示的示例呈四边形的形式，但是可以提供任何其它形状。在一个示例中，区段是六边形的。改性部分901形成六边形的边缘。更一般地，区段可以是多边形的。改性部分901在多边形的至少一个边处形成。在其它示例中，期望将改性部分901设置成弓形形状，例如圆形形状。可以存在两种或更多种形状的组合。

图9d示出了多个区段彼此相邻地设置的示例。每个区段由改性部分901界定。未改性部分902设置在每个区段的中间。当材料903的整个部分经受张力时，其将优先地以所示的方式变形。因此，可以实现材料变形的控制。这允许接口部分适应驱动组件接口元件的移动(驱动组件接口元件可以抵靠器械接口元件捕获接口部分的材料，或者与设置在接口部分上的驱动传递元件接合)，从而引起材料中的张力变化而不会破裂。

在图10所示的另一示例中，接口部分1001包括第一盖布部分1002和第二盖布部分1003。朝向第二盖布部分1003设置的第一盖布部分1002的边缘包括第一条带1004。朝向第一盖布部分1002设置的第二盖布部分1003的边缘包括第二条带1005。第一条带1004和第二条带1005包括用于彼此接合的接合部分。第一盖布部分和第二盖布部分沿着结合线彼此接合。第一条带1004和第二条带1005彼此密封地接合。第一条带1004和第二条带1005彼此密封地接合，以便保持无菌屏障。第一盖布部分和第二盖布部分可以相对于彼此移动(彼此朝向和远离)，以便打开它们之间的间隙，以及闭合该间隙。以这种方式，第一盖布部分和第二盖布部分中的至少一个可以相对于主体盖布部分移动。

适当地，第一条带1004包括第一组互锁齿。适当地，第二条带1005包括第二组互锁齿。第一组互锁齿和第二组互锁齿构造成彼此互锁，以允许第一条带1004和第二条带1005的受控的结合和分离。这允许第一盖布部分1002和第二盖布部分1003的结合和分离。

接口部分1001包括第一结合装置1006和第二结合装置1007。每个结合装置1006、1007能够通过使第一组互锁齿和第二组互锁齿彼此接合而将第一条带1004和第二条带1005结合在一起。每个结合装置1006、1007能够通过使第一组互锁齿和第二组互锁齿彼此脱离而将第一条带1004与第二条带1005分离。当相对于第一条带和第二条带在第一方向上移动时，第一结合装置1006能够将第一条带和第二条带结合。当在通常与第一方向相反的第二方向上相对于第一条带和第二条带移动时，第一结合装置1006能够使第一条带和第二条带分离。

第一结合装置1006和第二结合装置1007背靠背地布置。这样，当在第二方向上移动时，第二结合装置1007能够将第一条带和第二条带结合；当在第一方向上移动时，第二结合装置1007能够使第一条带和第二条带分离。

结合装置被配置为使得它们将结合装置之间的区域中的第一条带1004和第二条带1005分离，并且将第一和第二结合装置对的任一侧的区域中的第一条带1004和第二条带1005结合在一起。在图10中示出了此情况。

第一结合装置1006和第二结合装置1007通过联接元件1008联接在一起。联接元件适当地保持第一结合装置1006与第二结合装置1007之间的空间关系。在示出的示例中，联接元件1008是杆，但是应当理解，可以提供任何其它合适形式的联接。还可以在维持第一和第二结合装置的空间关系方面存在一定的公差。换句话说，精确的空间关系不是关键的，而是在两个结合装置之间可以存在一定范围的间隔距离。因此，联接元件可以具有弹性。例如，联接元件可以包括弹性部分。弹性或弹性部分提供第一与第二结合装置之间的间隔中的期望的公差。

在第一结合装置1006与第二结合装置1007之间保持空间或间隙。由于第一条带1004和第二条带1005在第一结合装置1006与第二结合装置1007之间的区域中是分离的，因此在该区域中的接口部分中形成了间隙或孔1009。

当第一结合装置1006移动时，将使第二结合装置1007沿与第一结合装置1006相同的方向移动。联接元件使第一结合装置1006和第二结合装置1007沿相同方向移动。

参照图10，当第一结合装置和第二结合装置向右移动时(在该图的取向上)，第一结合装置1006将使第一条带1004和第二条带1005分离。第二结合装置1007将使第一条带1004和第二条带1005结合在一起。间隙1009保持在条带被结合在一起的区域之间。因此，该间隙与第一结合装置1006和第二结合装置1007一起移动。

接口部分被布置成使得间隙与驱动组件接口元件或器械接口元件的突出部的位置和/或尺寸相对应。因此，突出部能够延伸穿过间隙以分别与器械接口元件或驱动组件接口元件中的对应凹部接合。当驱动组件接口元件被驱动时，突出部将抵靠第一结合装置1006的第一内边缘1010或第二结合装置1007的第二内边缘1011。因此，突出部的移动将引起一对结合装置的移动。因此，在保持无菌屏障围绕突出部的同时允许突出部的移动。

在一个示例中，第一结合装置和第二结合装置是拉链。在另一示例中，第一条带1004和第二条带1005被配置成以舌槽构造彼此接合。

本文所述的盖布可以用于非手术机器人目的。例如，它可以用在机器人系统中，或更一般地用在期望提供允许运动馈通(feedthrough)的屏障的系统中。这种屏障可以是流体流动的屏障和/或对微粒物质(例如，夹带在诸如空气的流体流中的微粒物质)的屏障。因此，这种屏障可以用于提供远离化学品、材料锉屑和/或灰尘的有效保护。

申请人在此孤立地公开了本文中描述的每个单独特征以及两个或更多个这样的特征的任何组合，只要这样的特征或组合能够根据本领域技术人员的公知常识整体地基于本说明书进行即可，而不管这样的特征或特征组合是否解决了本文公开的任何问题，并且不限于权利要求的范围。申请人指出，本发明的各方面可以由任何这样的单独特征或特征的组合组成。鉴于前面的描述，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在本发明的范围内进行各种修改。