钳口的旋转。此类控制是直观的，并且可以与手掌接口40和手背接口30同时实现。
[0120]图6a到图6b说明控制单元1的手指接口60。图6a说明经由轴91连接到手掌接口 40的手指接口 60。图6b说明包含轴91的球窝接头机构90。轴91能够相对于外壳93旋转。螺母92用来调节球窝接口上的力并允许外科医生相对于主体92将轴91固定于所要定向。轴91远端的形状为矩形，以便防止手指接口 60绕轴91旋转。
[0121]图7a到图7b说明用于对手指接口60进行人体工程学调节的使用者选项。图7a说明手指接口60相对于手掌表面42的可能定向。图7b说明手指接口60与手掌表面42之间的距离的可调性。
[0122]图8a说明手指接口60的外壳63内控制杆61和外控制杆62;手指(拇指、食指)可定位于内控制杆61与外控制杆62之间。外壳63经由矩形底座95连接到轴91，从而防止外壳63绕轴91旋转。
[0123]铰链64可以用来修改内控制杆61与外控制杆62之间的角度，以便在使用者手指内达成最佳配合。
[0124]图8b到图8c是手指接口60的剖视图。内控制杆61固定到绕铰链65旋转的托架66。中心轴69的销69定位穿过位于托架66的端部处的伸长孔67。由内控制杆61造成的托架66旋转导致轴69线性移动(经由销67)。
[0125]磁铁70固定到轴69的端部，且磁性传感器71(图8d)定位成平行于轴69的主平面。传感器71测量磁铁70的线性移动。所测得的移动值由控制器15取样并被用来控制钳口的开闭移动和位置。
[0126]图Sc说明了当使用者增大拇指与食指之间的距离时由于内控制杆61旋转出外壳63而使磁铁70发生线性移动。磁铁70从初始位置移动了约4mm，其中内控制杆61被向内压。外控制杆62可以用来打开内控制杆61，或可以使用弹簧(未示出)以便使内控制杆61维持在正常打开位置中。可以使用铰链64来调节内控制杆61和外控制杆62之间的角度。
[0127]图9a到图9i说明了通过手指接口60启用的钳口开闭操作模式、磁铁70横越磁铁传感器71的对应线性行进和抓钳24的钳口的位置。
[0128]图1Oa到图1Oc说明钳口的旋转模式和用于测量旋转度的机构。
[0129]磁铁70(安装在轴69)上具有装在旋转位置传感器73的D状开口74内的平坦表面。当使用者旋转控制杆61和62时，轴69滑动穿过开口 74。控制杆61和62的旋转使外壳79和轴69相对于手指接口 60的主体63旋转。旋转位置传感器73固定到主体63，且因而轴69可以使旋转位置传感器73的内部主体75旋转，因此使得能够测量控制杆61和62与轴91之间的旋转角度。旋转位置传感器73数据由控制器15取样，所述控制器15将手指接口 60的定向与抓钳24的钳口的定向相比较。如果存在差异，那么控制器15将命令发送到电机以使抓钳24的钳口的定向与使用者手指的定向匹配。
[0130]图1Ia到图11 c说明使用者接口 80的实施例，所述使用者接口 80可以用来控制至少两个可操纵部分。图1la是接口80的剖视图，其示出使得能够控制医学装置(腹腔镜)的第二可操纵部分的额外传感器50b。图1lb说明两个独立可操纵部分(近侧可操纵部分102和远侧可操纵部分103)的关节。
[0131]图12a到图12e说明经由接口60的手指旋转机构对第二可操纵部分的操作。第一可操纵部分是经由手掌接口40来控制的，如上文所描述。
[0132]图13a到图13h说明接口40以及接口 60的手指旋转机构的各种操作模式和由此产生的两个可操纵部分的独立偏转。图13a示出处于“本地”位置的接口。两个独立可操纵部分是共线的，如图13b中所示。图13c说明对接口 40的致动从而导致仅近侧可操纵部分102偏转(图13d)。图13e到图13f (分别地)中示出了仅对接口 60的致动以及由此产生的远侧可操作部分1 3的偏转，而图13 g到图13 h (分别地)中示出了对两个接口的致动以及由此产生的两个可操纵部分的偏转。
[0133]图14a到图16说明了控制单元10的机动化驱动单元16实施例。如图14a中所示，驱动单元16包含电机组102和索轮系统104。
[0134]电机组102包含由接口 80个别地致动的一或多个电机108(图14a中示出了五个电机中的三个)。电机108可以是由收容在近端130中的电池组(例如，未示出的3AA 1.5V可再充电电池)来供电的电动机(例如，齿轮比为1:256 1:64的FAULHABER电机1024)。电机组102定位于外壳14的近端130与电机外壳底层112之间。
[0135]在本发明的优选实施例中，控制单元10包含5个电机108、其中3个电机用于拉动和释放控制电缆，一个电机108用于打开和闭合抓钳24的钳口，且一个电机108用于使钳口旋转。
[0136]拉动和释放控制电缆的电机108被布置成绕着电机组102的中心纵向轴线点且彼此偏移120度。此类布置允许同时操作三条控制电缆，从而使得能够充分控制关节接头。
[0137]如图14a中所示，驱动单元16还包含用于致动抓钳24的连杆128。连杆128是由电机130来致动，所述电机驱动定位于近端130内的驱动齿轮。电机驱动齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮直接附接到在近端130内的连杆128的轴。
[0138]近端130还可以包含存储器单元和控制器芯片以及端口，所述端口用于将控制单元1连接到计算机从而上传固件、校准电机108和接口元件的操作。
[0139]电机108经由电机-螺钉联接件119(图16)穿过螺钉外壳116连接到电缆牵引器114。螺钉外壳116起到将电机108的驱动轴的旋转移动转化为电缆牵引器114(单独地示于图14b中)的线性运动(上/下)的作用。电机108经由电机-螺钉联接件119(图16)使联接到电机齿轮的螺钉外壳116旋转。电缆牵引器114的近侧部分包含接合螺钉外壳116中的螺旋沟的螺旋纹(示于图14b中)。电缆牵引器114穿过外壳底层117中的半圆形开口，从而防止其旋转并因此在电机108的旋转下迫使其线性地(上/下)移动穿过所述开口。电缆牵引器114的远侧部分包含用于联接到被附接到电缆头115的电缆113(图16)的沟111(图14b)。
[0140]驱动单元16还包含定位在电机组102与索轮系统104之间的齿轮组106(图15中以独立视图示出)。齿轮组106包含绕螺钉外壳116安装的驱动齿轮118以及将驱动齿轮118与传感器外壳齿轮122互连的非驱动齿轮130。
[0141]图16说明驱动齿轮118、非驱动齿轮130和传感器外壳齿轮122之间的驱动关系。
[0142]驱动齿轮118随电机108旋转而旋转以使非驱动齿轮130旋转，继而使传感器外壳齿轮122旋转。传感器外壳齿轮122使传感器外壳123旋转而抵靠住旋转传感器124，这为驱动单元16提供了旋转范围及因此电缆牵引器114的上/下移动范围的指示。旋转传感器124可以包含磁性旋转芯片，所述磁性旋转芯片位于被固定到外壳123的磁盘125上面。芯片可以从高达Imm的距离感测到磁盘125的旋转。
[0143]控制单元10还可以包含加速计和/或陀螺仪，用于感测控制单元10的上/下和左右移动以及其角旋转量和速度。此类移动和角参数可以用来将关于装置在体腔内的定位情况的反馈提供给外科医生和/或将接口致动程度限制于装置的某些角度。
[0144]如上文所描述，通过确定手掌接口40的定向与手指接口 60的关节移动方向之间的功能关系以及端部执行器的动作和移动(例如，旋转)，实现了操作附接到控制单元10的手术工具。图17说明接口 80(UI)、控制单元10和所附接的腹腔镜之间的功能关系，从而使得使用者能够经由手掌和手指移动来控制手术工具。
[0145]控制单元10还使得能够实现其它有用的操作模式。此类操作模式可以经由位于控制单元10处的控制开关来起始，当使用者手部放置在接口 80中时，所述控制开关位于可由使用者手指够到的位置处。可以经由控制开关上的特定的点击序列/持续时间来实现激活和(停用)。
[0146]图18中说明了若干种操作模式，每种操作模式可经由特定的点击序列/持续时间来激活。可以经由控制单元10的制动机构(图4中所示的电机49和球形制动件43可以用作制动机构)来促进此类模式。
[0147]举例来说，一个特定的点击序列/持续时间可以经