具有重叠手术工具单元的可再充电位置的、用于手术工具单元的电池和控制模块的制作方法

本申请是申请日为2013年5月23日、申请号为201380038964.9、发明名称为“包括工具单元以及对工具单元激励和控制的单独电池和控制模块的电动手术工具组件”的发明专利申请的分案申请。

本发明总的来说涉及手术器械。更具体地说，本发明涉及包括工具单元和可连接至工具单元来对工具单元激励和控制的单独电池和控制模块的电动手术器械。

背景技术：

电动手术器械经常在诸如整形外科手术等外科手术中使用。手术器械可以是任何类型，例如旋转钻、扩孔器、线材驱动器、矢状锯、摆锯、往复锯、超声波装置等。典型地，手术器械包括壳体或外壳。壳体容纳工具动力产生部件，工具动力产生部件输出施加于手术部位的能量。工具可以是钻头、钻针、锯、超声波切割或烙头等。诸如钻头、锯片、钻针、电极或超声波头的能量施加器从壳体向前延伸。

一些电动手术工具由附接至壳体的电池供电。电池典型地包括自己的盒体或壳体。一个或多个可再充电的电池单元设置在电池壳体中。在以pct公开号no._____公开的本申请人的pct申请no.pct/us/2012/064764中公开了用于为此类工具充电的电池，该申请的内容明确地包含在本文中作为参考。

电池的使用使得不需要提供连接至外部电源的电源线。消除电源线可以提供优于带电源线手术器械的几个优点。使用此类器械的外科人员不需要关心对电源线消毒使其可以被带入患者周围的无菌手术室或者确保在手术过程中未消毒的电源线不会被无意地带入手术室。此外，消除电源线导致可能消除在存在电源线的情况下可能给外科手术带来的绊倒和缠绕的风险、物理上的杂乱以及视觉阻碍。具体地说，当在外科手术过程中被拉动或缠绕时，电源线可能变为有菌的，可能从使用者的手中被拉动，并且可能完全地或部分地与电源插座分离，从而中断器械的操作和/或造成电击患者的风险。此外，当例如利用高压灭菌器进行蒸汽消毒时，相比于器械的其它部件而言，电源线更容易出现故障。

电动手术工具还包括手动致动的开关或触发器。使用工具的从业者致动该开关以控制工具的开/关状态以及操作状态。触发器的状态被控制电路监控。如果工具是电池供电的，该控制电路典型地位于工具壳体中。然而至少在非手术工具领域中已知的是，将该控制器放在电池壳体中。该控制电路根据触发器的状态选择性地从集成于电池(battery)的各电池单元(cell)将激励信号施加给工具动力产生电路。控制电路于是控制工具动力产生电路的供电。本发明人转让给本受让人的美国专利no.7,638,958公开了一种这样的电池供电的手术工具，该申请的内容包含在本文中作为参考。

今天使用的电池供电的电动手术工具包括电池在内重量相对较大，为1.3kg或更重。这些工具内的电动机常常输出最低125瓦的功率。这些工具被用于需要大功率的场合。这些场合包括作为膝关节或髋关节置换术的一部分的大型骨骼切除手术。这些工具还用于对诸如股骨等大型骨骼进行钻孔以及扩孔。

可获得的电池供电的手术工具通常对于其所预期的用途好使。然而，迄今为止已经证明提供一种输出功率在25至125瓦范围内的电池供电的电动手术工具是困难的。这些工具被用于这样的场合：为了执行精细作业需要相对较小的动力应用。这些类型的手术包括截骨术和骨折固定术。典型地，这些工具重150克或更轻。很多这样的小尺寸工具具有细长结构，形状类似大号钢笔或铅笔。这允许把持工具的从业者像铅笔那样把持工具。这允许从业者通过移动拇指和食指来精确地定位工具使得工具可以执行期望的作业。

难以提供这类电池供电工具的一个原因是已经证明难以将形成工具的部件以及附接的电池封装在一个单元中，使得从业者可以以最小的力气将该单元把持在拇指和食指之间。

技术实现要素：

本发明涉及实用的新型电动手术工具组件。该工具组件包括在重量上相对较轻并且设计成让使用该工具的从业者的人体工程学应力最小的工具和电池组。

本发明涉及包括工具单元以及电池和控制模块的组件。所述工具单元可脱离地附接至所述电池和控制模块。所述工具单元包括动力产生单元，该单元将电能转化为能够被施加至活体组织的部位上以便执行期望的医疗/手术任务的一类能量。典型地，这种能量通过附接至工具单元或者作为工具单元的一部分的施加器被施加。通常，工具单元包括结合组件，其将能量施加器可脱离地保持到工具单元上并且将该施加器可脱离地连接至所述能量产生单元。

电池和控制模块(bcm)包括用于保持电荷的一个或多个电池单元，该电荷施加至工具动力产生单元。另外，工具单元控制器位于bcm内部，调节电力向工具单元的施加。bcm还包括触发器组件或工具传感器。触发器包括手动操作的部件，从业者操纵该部件以控制工具的致动。工具传感器即使不位于工具的内部，也产生表示工具的操作状态的信号。基于触发器的状态和/或来自工具传感器的输出，工具单元控制器调节电流从电池单元向工具动力产生单元的输出。

在本发明的许多形式但并非所有形式中，bcm包括触发器和工具传感器。

本发明的另一个特征在于，当工具单元和bcm被组装在一起时，组件让使用该组件的人耗费最小的体力。这在本发明的许多形式中通过如下方式实现：通过将工具单元形成为使得工具单元具有细长铅笔状形状，并且通过提供一种bcm，该bcm当附接至工具时包括位于工具的近端的后方的至少一个电池。

本发明的另一个特征在于，工具单元和bcm能够经受住高压灭菌器消毒的恶劣环境。具体地说，工具单元和bcm要暴露于充满有温度超过125℃压力为2巴的蒸汽(水蒸气)的大气。这在某种程度上通过在从bcm突出的电插针的周围提供一致性密封来实现。

在本发明的许多形式但并非所有形式中，工具单元电动机用作工具动力产生单元。在本发明的这些形式中，bcm包括提供关于电动机转子的磁性旋转位置的数据的传感器。多个传感器被提供。bcm内部的工具单元控制器选择性地采用这些传感器信号来高度准确地表示转子的旋转位置。基于这些位置数据，工具单元控制器能够精确地调节通过电池单元向电动机的绕组的电流提供。

bcm内部的一个或多个电池单元是可再充电的。bcm还设计成使得用来将电荷从一个或多个电池单元输出给工具动力产生单元的bcm针也用作用来将充电电荷施加至一个或多个电池单元进行存储的针。

本发明的该组件的另一特征在于，当充电器与bcm结合时，该充电器执行比仅仅给电池单元充电的任务更多的任务。具体地说，该充电器还能够测试bcm内部的工具单元控制器。这种测试确保当bcm附接至新的工具单元时，工具单元控制器正确地提供电流。

附图说明

本发明的其它优点将容易理解，这是因为当结合附图予以考虑时这些优点通过参考下列详细描述会被更好地理解：

图1是包括工具单元以及电池和控制模块的手术器械的透视图；

图2是在工具单元从电池和控制模块脱离的情况下手术器械的透视图；

图3是电池和控制模块的分解图；

图4是电池和控制模块沿图2的线4的剖视图；

图5是电池和控制模块的壳体的下段的透视图；

图6是电池和控制模块的壳体的下段的另一透视图；

图7是电池和控制模块的壳体的下段的端部视图；

图8是电池和控制模块的壳体的下段的俯视图；

图9是电池和控制模块的壳体的上段的透视图；

图10是电池和控制模块的壳体的上段的另一透视图；

图11是电池和控制模块的壳体的上段的端部视图；

图12是电池和控制模块的壳体的上段的俯视图；

图13是电池和控制模块的机架的俯视图；

图14是电池和控制模块的机架的透视图；

图15是电池和控制模块的机架的端部视图；

图16是电池和控制模块的控制系统的充电电路的示意图；

图17是本发明的可选手术工具组件的透视图；

图18是图17的电动手术工具组件的剖视图；

图19是图17的可选手术工具组件的分解图；

图20是图17的可选手术工具组件的透视图，示出了该组件的近端；

图21是看向电池和控制模块的远侧外壳的里面的电动手术工具组件的分解透视图；

图22是图19的电池和控制模块的近侧外壳的剖视图；

图23是图19的电池和控制模块的远侧外壳的侧视图；

图24是看向图23的电池和控制模块的远侧外壳的远端的透视图；

图25是图23的电池和控制模块的远侧外壳的剖视图；

图26是看向位于图23的电池和控制模块内部的空隙空间的透视图；

图27是位于电池和控制模块内部的机架和附接至机架的多个部件的透视图；

图28是图27的机架和所附接部件的底部定向部分的透视图；

图29是机架的上框架指向上的部分以及附接至框架的传感器的分解图；

图30是图29的机架的上框架指向下的部分的透视图；

图31是机架的下框架指向上的部分的透视图；

图32是图31的机架的下框架指向下的部分的透视图；

图33是电池和控制模块的剖视图，描绘触针和闩锁组件如何被安装到模块壳体；

图34是电池和控制模块的触针中的一个的俯视图；

图35是电池和控制模块的连接器的透视图；

图36是位于电池和控制模块内部的连接器密封件的透视图；

图37描绘了设置在连接器密封件上的盖；

图38是与电池和控制模块一体的闩锁组件的分解图；

图39是闩锁组件的释放片的结构的透视图；

图40描绘了电池和控制模块的触发开关的叉和手指片；

图41是触发开关的多个部件的分解图；

图42描绘了触发开关的开关叉和磁铁的下侧；

图43是触发开关的手指片和附接梁的顶面的透视图；

图44是图43的手指片和梁的底面的透视图；

图45是形成位于电池和控制模块内部的工具单元控制器的主要电路的方框图；

图46是工具单元控制器的电源电路的方框和部分电路图；

图47是工具单元控制器的触发传感器电路的方框和部分电路图；

图48是工具单元控制器的工具单元动力产生单元传感器电路的方框和部分电路图；

图49a和49b当组装在一起时形成工具单元控制器的工具单元驱动电路的方块和部分电路图；

图50是工具单元控制器的电流检测电路的方框和部分示意图；

图51是工具单元控制器的唤醒电路的方框和部分示意图；

图52是工具单元控制器的通信电路的方框和部分示意图；

图53是位于本发明的bcm内部的指示器的示意图；

图54是本发明的可选工具单元的动力产生单元的透视图；

图55是图54的工具单元的剖视图；

图56是图54的工具单元的分解图；

图57是图54的工具单元的近侧端盖的透视图；

图58是图57的端盖沿图57的线58-58截取的剖视图；

图59是图53的工具单元的插座的透视图；

图60是图58的插座的远端和安装到插座的该端部上的部件的透视图；

图61是图53的工具单元动力产生单元的绕组的透视图；

图62-62d形成被执行来操作本发明的手术工具组件的主要步骤的流程图；

图63是由电池和控制模块工具单元动力产生单元传感器发射的信号的相对强度作为由传感器监控的转子的位置的函数的曲线图；

图64是本发明的组件的可选电池和控制模块的面向远侧部分的透视图；

图65是图64的bcm的面向近侧部分的透视图；

图66是图64的电池和控制模块的剖视图；

图67是看向图64的电池和控制模块的近侧外壳的开口远端的透视图；

图68是图67的近侧外壳的剖视图；

图69是图64的远侧外壳的透视图；

图70是图69的远侧外壳的侧视图；

图71是图69的远侧外壳的顶部的透视图；

图72是看向图69的远侧外壳的开口近端的透视图；

图73是安装到图64的电池和控制模块的机架上的工具单元控制器的顶部的透视图；

图74是图71的工具单元控制器的底部的透视图；

图75是图64的电池和控制模块的开关组件的透视图；

图75a是图75的开关组件的剖视图；

图76是图75的开关组件的开关壳体的顶部的俯视图；

图77是图75的开关组件的操作模式控制开关的透视图；

图78描绘了图75的开关组件的开/关控制开关；

图79是形成图64的电池和控制模块的闩锁组件的部件的分解图；和

图80是被设计成与图64的电池和控制模块一起使用的工具单元的主管的透视图。

具体实施方式

i.第一实施方式

参考附图，其中各视图中相同的附图标记表示相同的部件，电动手术工具组件10通常示出为在诸如整形外科手术的外科手术中使用。在某些实施方式中，手术工具组件具有铅笔握柄构造，以允许使用者像铅笔那样把持和抓握手术工具组件。参考图1和2，手术工具组件10包括工具单元12以及电池和控制模块14。电池和控制模块(bcm)14可脱离地接合工具单元12。bcm14提供激励工具单元12的电力。电池和控制模块14还控制激励信号向工具单元12的施加。

图1和2中所示的有代表性的工具单元12是构造成保持并驱动能量施加器17的矢状锯。这里，能量施加器17是用于切割骨头、韧带或其它组织的矢状锯片。该锯片用来切割小骨，诸如手或脚中的骨头。通常与施加到医疗/手术部位的工具单元一体的装置部件被称为能量施加器。

在其它实施方式中，工具单元12可以是旋转钻、扩孔器、线材驱动器、摆锯或往复锯、超声波装置或光子装置。同样，能量施加器可以是钻头、钻针、锯、扩孔器、磨盘、超声波切割或导管头、激光等。所使用的工具的类型并非意在限制本发明。

继续参考图1和2，在所示实施方式中，工具单元12包括用于支撑能量施加器17的头部16。头部16可以类似于属于gant、题为“surgicalsawbladecoupler”的美国专利no.7,833,241中所示的头部，其内容包含在本文中作为参考。如该专利中所披露的，头部16可以在锯片可被移除、调换或插入的打开位置和关闭位置之间移动。在其它实施方式中，头部16可以是用于接收钻头或钻针，或另一能量施加器的夹头。

动力产生单元18(在图2中显示为虚线部件)被可操作地结合到能量施加器17，以便致动能量施加器17。在本发明的所描述的形式中，动力产生单元18是电动机。动力产生单元18可以使能量施加器17旋转，使能量施加器17摆动或使能量施加器17往复运动。在其它实施方式中，动力产生单元18可以是压电动力产生单元、激光器、rf发生器，或电能转变成加热或振动能量施加器17的信号的装置。

参考图2-4，壳体20密封地封闭动力产生单元18并支撑头部16。壳体20由金属形成，或可选地由医用级塑料，例如聚醚醚酮(peek)或聚苯砜形成。工具单元12构造成在多个周期的消毒后继续可用。相应地，头部16、动力产生单元18和壳体20由能够经受住反复消毒的材料形成。如本文所用，消毒的类型可包括蒸汽(诸如借助于高压灭菌器)、气体等离子、环氧乙烷(eto)、过氧化氢和/或高ph溶液。

电池和控制模块14包括壳体22。壳体22限定空隙空间24(参见图4的横截面)。壳体22将空隙空间24与壳体22外部的物理环境隔离开。bcm14与工具单元12经受相同的消毒处理，而不会不利地影响bcm内部的部件。

至少一个可再充电的电池单元38被设置在bcm14的空隙空间24中。电池单元38通常是锂离子、镍镉、或镍-金属氢化物电池。可再充电的电池单元可以是电容器或微型燃料电池。可再充电的电池单元38给动力产生单元18供电。在本发明的所描绘的形式中，bcm具有两个电池单元38。如图16中所示，电池单元38被串联在一起。

工具单元控制器40被设置在壳体22的空隙空间24中。工具单元控制器40由可再充电的电池单元38供电。工具单元控制器40调节激励信号从可再充电的电池单元38向工具单元动力产生单元18的施加。因此，工具单元控制器40调节工具单元12的致动。如下文进一步阐述，激励信号被提供和返回于bcm触头76、77(例如图7所示的公型触头)和工具单元触头74、75(例如图2所示的母型触头)。具体地说，如下文进一步阐述，bcm14包括三个bcm触头76，其分别与工具单元12上的三个工具单元触头74连接，以便从bcm14传输电力到工具单元12。bcm14包括两个bcm触头77，其分别与工具单元上的两个工具单元触头75连接，以便交换其它类型的信号。这些其它信号是数据和指令信号。应该认识到，工具单元12可包括任何数量的工具单元触头74、75，并且bcm14可包括任何数量的bcm触头76、77。

工具单元控制器40包括电路板42。控制器44(图16)被安装在电路板42上。控制器44包括处理器(未标识)和存储器(未编号)，诸如非易失性随机存取存储器(novram)。如下文进一步阐述，控制器44还可以包括多个传感器中的一个或多个。例如，传感器可感测可再充电的电池单元38的状况，动力产生单元18的位置和/或状态，部件的温度，工具单元12与bcm14的接合，和/或用户致动开关56的状态。

开关56附接至bcm壳体22。开关56由从业者致动，以控制工具单元的动力产生单元18的操作。在示出的实施方式中，开关56是相对于壳体22移动的触发器。在该实施方式中，触发器相对于壳体22枢转。

壳体22包括密封在一起的上部外壳26和下部外壳28，以在其间形成空隙空间24。上部外壳26和下部外壳28通常通过激光或超声波焊接密封在一起，但是可以认识到，壳体22可以包括使用诸如粘合剂粘接、溶剂熔接、焊接等其它方法密封在一起的任何数量的部分。参考图5，空隙空间24的一部分包括由上部外壳26和下部外壳28限定的空腔29。

如图5-8中所示，下部外壳28形成为具有指向上的表面27。如图9-12中所示，上部外壳26存在对应的指向下的表面30。当bcm14被组装时，外壳26和28被放置在一起，使得表面27和30抵接。外壳26和28沿着表面27和30之间的界面被焊接或以其它方式固定在一起。在图中所示的实施方式中，上部外壳26和下部外壳28直接密封至彼此，即，直接接触，除了沿着机架46之外，例如如图4所示，在这种情况下上部外壳26和下部外壳28都沿着机架46被密封。换句话说，沿着该部分，上部外壳26和下部外壳28通过密封到居中设置的机架46而密封至彼此。上部外壳26和/或下部外壳28还可以包括互锁突出部34和/或可以包括用于紧固、热铆接等的对齐孔36，以便将上部外壳26和下部外壳28锁定在一起。

如图3和图9中最佳示出的，上部外壳26包括块体33。如图5和图6中最佳示出的，下部外壳28包括分别接收块体33的切口35。紧固件37穿过下部外壳28中的孔39并接合上部外壳26。

外壳26、28由医用级塑料形成，例如，聚醚醚酮(peek)或聚苯砜，或者可选地由金属形成。然而，可以认识到，在不脱离本发明的本质情况下，壳体22可以由任何类型的合适材料形成。bcm14还构造成在多个周期的消毒和清洁后继续可用，并因此构造成经受得住反复消毒。

壳体22将可再充电的电池单元38永久地封闭在空隙空间24中。换句话说，一旦经过组装以形成空隙空间24，则壳体22构造成在bcm14的使用寿命中保持可再充电的电池单元38。电源38构造成在保持在空隙空间24中的同时被再充电，即，不从壳体22移除可再充电的电池单元38。

识别工具单元12的数据从设置在工具单元12上的诸如novram的存储器模块(未示出)被读取。存储器模块构造成当工具单元12通过一个或多个电池和控制模块触头77(例如，公型触头)和工具单元触头75(例如，母型触头)与bcm14接合时由控制器44读取，如下文进一步阐述。这可以通过当工具单元12与bcm14接合时建立的单独的通道或电连接(例如，直接电通信或无线通信)来实现。工具识别数据通过该通道发送到控制器44。然后，控制器44访问来自存储器的对应操作参数并相应地操作动力产生单元18。

bcm14被设计为接收不同类型的工具单元12。这些工具单元包括设计用于驱动旋转钻、扩孔器、线材、往复锯、摆锯或矢状锯的单元。控制器44从工具单元存储器读取的数据被工具单元控制器40用来专门为该工具单元12构造bcm14。

工具单元控制器40包括用来提供除了从开关56接收到的输入之外的输入的部件(未示出)。例如，工具单元控制器40可包括用于接收射频信号以控制动力产生单元18的速度的射频收发器。射频信号可与脚踏板(未示出)的压下相关地产生。此脚踏板被从业者压下，以便例如控制工具单元12的操作。工具单元控制器40可以包括由手术工具组件的使用者语音激活的压电拾音器。工具单元控制器40也可以与医院信息网络进行通信。

如图3-4所示，所描绘的bcm14包括机架46。机架46支撑电路板42。机架46安装到壳体22上。在本发明的形式中，机架46的外周被夹在上部外壳26和下部外壳28之间。机架46形成有接收电路板42的凹口48。机架46上的突出部50与壳体22接合。具体地说，突出部50安置在形成于下部外壳28中的切口35中。此外，机架46和各外壳限定用于紧固、热铆接等的对齐孔52，以便将上部外壳26、机架46和下部外壳28互锁在一起。如图13所示，机架6可限定用于安装在可再充电的电池单元38周围的切口51。

如图3和4中所示，工具单元控制器40包括至少一个传感器69，用于测量与工具单元12的动力产生单元18的操作状态相关联的状况。例如，在工具单元动力产生单元是电动机的本发明的形式中，传感器69监控并产生表示工具转子的旋转位置的输出信号。能够产生表示该转子旋转位置的信号的一个这样的传感器是霍尔效应传感器。霍尔效应传感器产生随所感测的磁场变化的信号。邻近电动机转子的磁场是转子的旋转位置的函数。其它传感器可以产生作为动力产生单元的操作速度、动力产生单元的部件的温度、施加到动力产生单元的电压或电流的函数的传感器信号。传感器还可测量工具单元12根据动力产生单元的操作状态相应地发射的光的特定光谱。

图3的工具单元控制器40包括两个传感器69。这些传感器中每一个是霍尔效应传感器，其输出由传感器感测的磁场的模拟信号。两个感应器被设置，这是因为来自多个霍尔效应传感器的输出信号通常需要提供电动机的转子位置的精确表示。传感器69设置在壳体22的壳体空隙空间24中，以便与外部环境隔离开。因此，传感器69通过工具单元12的壳体20和bcm14的壳体22测量动力产生单元18的操作状态。

如图3和4中最佳地示出，在本发明描绘的形式中，开关56枢转地安装到壳体22上。bcm14的下部外壳28限定出凹口58。开关56通过连接器60安装到bcm壳体22上。虽然没有明确地标识，但是可以看出该连接器具有环形头部。也没有标识的矩形本体从该头部向下延伸。连接器60进一步被成形为使得头部和本体位于相互垂直的平面中。连接器60被安置在下部外壳凹口58中。连接器60被形成为使得凹口57从一侧到另一侧地延伸穿过连接器头部的主要面。销62延伸穿过连接器60中的凹口57。销62的相反端部安置在形成于下部外壳28中的对置孔73(一个孔73被标识)中。孔73延伸到凹口57中。因此，连接器60枢转地连接到下部外壳28上。

开关56包括杆64。杆64的近端安置在形成于连接器60中的封闭端孔中。(这里，“近”应理解为是指朝向把持工具组件10的从业者，背离能量施加器17被施加的位置。“远”应理解为是指背离把持工具组件10的从业者，朝向能量施加器被施加的位置。)连接器中的孔(未标识)从连接器60的头部的外周面向内延伸。连接器60被安装到下部外壳28上，因此该孔向远侧延伸。手指垫65被固定到杆64的相反远端。手指垫65构造成接收从业者的手指。手指垫65的凹陷部在杆64和连接器60上施加旋转力。

弹簧66，诸如盘簧，被设置在凹口58中。弹簧66围绕销67被设置。销67在近端被固定到向下部外壳28的指向远侧的表面开口的孔中。销67的远侧部分延伸穿过形成于连接器60的本体中的细长槽口59。因此，弹簧66被压缩于在一端外壳的指向远侧的表面和在相反端连接器60的本体的指向近侧的表面之间。弹簧66施加在连接器60上的力背离下部外壳28推动连接器本体。这个力通过连接器60传递，从而，在没有施加占优势的手动力的情况下，开关手指垫65背离下面的工具单元12正常地枢转。应该认识到，开关56在物理上与位于bcm14内部的空隙空间24隔离。换句话说，输入装置56中没有部分延伸到空隙空间24中。

bcm14的内部存在监控开关56的状态、位置的至少一个传感器68。在本发明的一些形式中，传感器68对局部磁场敏感。可以被采用的传感器的一种特定类型是霍尔传感器。在本发明的这些形式中，磁铁被安装到开关56的移动部件中的一个上。在本发明所描绘的形式中，磁铁61被安装到连接器60的与该连接器头部隔开的端部。传感器68根据任何合适的方法测量连接器60的本体的相对位置，诸如测量在开关被压下时传感器68和连接器60之间的磁场强度或方向。应该认识到，形成外壳26和28的材料是如下材料：磁场能够以不影响传感器68输出表示开关位置的信号的能力的衰减和失真水平流过该材料。

由传感器68输出的信号被施加到工具单元控制器40。工具单元控制器使用来自传感器68的信号来确定从业者所希望的对工具组件10的操作状态。在所示实施方式中，磁场被感测穿过上部外壳26的la壁的罩部分，而不需要任何机械穿透该壁。作为选择，传感器68可以以任何合适的方式测量连接器60相对于壳体22的位置。

如图3中最佳示出的，传感器68和传感器69被安装在壳体22中的机架46上。传感器68和传感器69被完全设置在壳体22的空隙空间24内，使得传感器68和传感器69完全与壳体22外部的环境隔离。

可以认识到，bcm14可包括多于一个输入装置。例如，在这种情况下，一个输入装置可以在向前的方向上控制头部16，另一个输入装置可以在相反的方向上控制头部16。作为另一个实例，一个输入装置可以控制头部16的速度，另一个输入装置可以控制头部16的方向。当bcm14包括多于一个输入装置时，工具单元控制器40可包括用于每个输入装置的至少一个传感器68。还可以认识到，虽然输入装置56在图中被示出为触发器，但是输入装置56可以是与控制器44通信的任何类型的输入装置，诸如按钮、拨盘等。

如上所述，壳体22密封地封闭空隙空间24中的可再充电的电池单元38和工具单元控制器40。壳体22还支撑相对于传感器68和传感器69位于空隙空间24外部的输入装置56。此构造允许bcm14在利用高温和借助于高压灭菌器的加压蒸汽进行多个周期的消毒后继续可用。

电池和控制模块壳体22被设计成可脱离地接收工具单元12。如图2-4所示，bcm下部外壳28被成形为限定构造成接收工具单元12的壳体20的空腔70。工具单元12的壳体20和/或bcm14的壳体22包括用于可脱离地接合和保持壳体20在空腔中的锁定特征件72。锁定特征件72可以是可脱离的棘爪，其与对应的棘爪凹口、卡扣锁特征件等相互作用。锁定特征件72还可包括用于从空腔70释放壳体20的一个或多个按钮(未示出)。

工具单元12和bcm14构造成当工具单元12在空腔70中与bcm14接合时彼此电通信。相应地，工具单元12包括工具单元触头74，如图2所示，并且bcm14包括bcm触头76，如图7所示。当工具单元12在空腔70中与bcm14接合时，工具单元触头74和bcm触头76对准，使得工具单元触头74分别与bcm触头76接触和通信。工具单元触头74通常是母型触头，bcm触头76通常是公型触头，当工具单元12与bcm14接合时，这些公型触头与母型触头接合。例如，工具单元触头74可以是插座，bcm触头76可以是能够与插座接合的销针。然而，应该认识到，在不脱离本发明的本质情况下，工具单元触头74和bcm触头76可以是任何类型的对应触头。

从图1和4，应该理解，当工具单元12附接至bcm14时，工具单元12的近侧段设置在其中一个电池单元38的下方。由于工具组件10的这种设计特征，组件10的质量的可观一部分位于从手指垫65向近侧大约3至5cm。这有利于像铅笔、画笔或其它细长器具一样使用和操纵工具组件。更具体地说，工具可以被把持为使得工具单元的远端靠在中指的侧面，而组件的其重心所在的部分要么靠在拇指或食指之间的指蹼上要么靠在手的这部分的紧后方。给定工具组件10的重心的这个位置，从业者不必施加明显的努力来利用拇指和中指将组件保持在所需的位置。

使用该工具对人体工程学的易用性的作用在于手指垫65位于重心前方的较短距离处。这使得有可能以最小的人体工程学的努力使用食指来控制开关56的致动。同样应该认识到，工具单元，不包括能量施加器17，在bcm壳体22的前方延伸约6至9cm。这意味着从业者利用拇指和食指操纵的工具的部分至少与组件10的近侧部分相比在体积上较小。

可以认识到，图中所示的工具单元12和bcm14包括总共五个工具单元触头74、75和五个对应的电池和控制模块触头76、77。如上所述，在这样的构造中，例如三个工具单元触头74和对应的三个bcm触头76是如下触头，即，激励信号经由该触头被提供至和返回自工具单元的动力产生单元。另外两个工具单元触头75和另外两个bcm触头77是如下触头，即，控制器44经由该触头从工具单元存储器读取数据。在可选实施方式中，工具单元12和bcm14可分别包括用作逻辑电源连接(例如，3.3v)的第六对应的bcm触头，这将允许双向数据线。可以认识到，在不脱离本发明的本质情况下，工具单元12和bcm14可分别包括任何数量的工具单元触头74和bcm触头76。

工具单元触头74、75延伸穿过壳体20，并且与动力产生单元18通信。电池和控制模块触头76、77通过控制器44与可再充电的电池单元38通信。bcm触头76、77延伸穿过壳体22。当工具单元12由bcm14的壳体22接收时，电池和控制模块触头76、77与工具单元触头74、75电接触。这种电接触允许bcm14激励工具单元12的动力产生单元18。

bcm触头76、77被密封到壳体22上。具体地说，密封件(未示出)通常设置在bcm触头76、77和壳体22之间。例如，密封件可以是o形圈、通电密封件、垫圈、弹性体化合物等。这些密封件构造成在多个周期的消毒后保持密封能力。

除了封闭bcm触头76延伸穿过的区域之外，bcm壳体22还封闭空隙空间24。如上所述，密封件被设置在bcm触头76、77和壳体22之间。

如图4所示，bcm触头76、77被设置在空腔70中，并且更具体地说，被设置在空腔70的端部。工具单元触头74、75被设置在工具单元12的对应端部，以便在工具单元12在空腔70中与bcm14接合时与bcm触头76、77对准。

电池和控制模块14可与多种类型的工具单元12互换地使用。例如，bcm14可与具有不同类型的头部16或保持不同类型的工具的单独的工具单元12互换地使用。类似地，工具单元12可以与类似的bcm14互换地使用。例如，具有需要再充电的可再充电的电池单元38(例如，耗尽的可再充电的电池单元)的一个bcm14可以用具有已充电的可再充电的电池单元38的另一个bcm14替换。

电池和控制模块触头76构造成与再充电单元(未示出)结合，以便给可再充电的电池单元38再充电。具体地说，当空腔70没有由工具单元12占据时，空腔70可以接收再充电单元。再充电单元构造成被接收在空腔70中并与bcm触头76接合。换句话说，再充电单元包括再充电触头，其被定向为当再充电单元被接收在空腔70中时与bcm触头76接合。具体地说，再充电单元与当工具单元12与bcm14接合时同动力产生单元18通信的bcm触头76的至少两个接合。

未示出且不是本发明的一部分的充电器用来给位于bcm14内部的电池单元38充电。可以用来给电池单元充电的充电器是申请人的受让人的美国专利no.6,018,227和其美国专利公开no.us2007/0090788中披露的充电器的形式，每一个都包含在本文中作为参考。为了给本发明的bcm充电，bcm被安装到附接至充电器的模块上。该模块包含与集成于工具单元12的触头类似的触头。bcm触头76和77连接到充电器模块触头。

如上所述，工具单元控制器40基于来自开关状态传感器68的输入来控制激励信号向工具单元动力产生单元18的提供。图16的工具单元控制器包括开关电路78，其将电池单元38选择性地连接到bcm触头76。在本发明所描绘的形式中，该开关电路是一个h桥电路。h桥电路包括三对串联的n通道金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)80。每对mosfet的上部mosfet的漏极接收来自电池单元38的正电压。每对mosfet的下部mosfet80的源极被接地。每个触头76被连接到各对串联的mosfet中单独一个的接头。还应该理解的是，mosfet80的体二极管分别从接地线向高压总线正向偏置。

工具单元控制器还包括串联在一起的两个n通道mosfet88和90。mosfet88和90位于串联电池单元38的阴极和连接到位于顶部的mosfet80的漏极的高压总线之间。mosfet88和90的漏极连接在一起。因此，mosfet88被布置为使得mosfet88的体二极管从电池单元38的阴极向高压总线正向偏置。mosfet90被布置为使得mosfet90的体二极管从电池单元38的阴极向高压线反向偏置。mosfet88和90两者都被由控制器44设定有效的信号所栅控。

控制器44输出控制信号给mosfet80的栅极。控制器44能够输出信号给mosfet，以便激励信号能够经由工具单元触头74和bcm触头76被提供至和返流(返回)自工具单元动力产生单元。如上所述，本发明的一些工具单元包括作为其动力产生单元18的电动机。控制器44能够使激励信号源到三相电动机。

还如图16所示，从开关状态传感器68和工具状态传感器69输出的信号被施加到控制器44。如所讨论的，控制器44使用这些信号作为输入信号来调节由bcm14到工具单元12激励信号的输出。例如，当工具单元动力产生单元18是电动机时，来自传感器68的信号是表示电动机的使用者所需的开/关状态以及使用者所需的速度的传感器信号。来自传感器69的信号是表示位于电动机内部的转子的旋转位置的信号。基于这些信号，工具单元控制器44栅控mosfet80以使换向电流顺序施加到绕组以及对该电流适当地脉冲调制。

在bcm14被用来提供电力给工具单元12的过程中，控制器44开启mosfet90。由于mosfet88的体二极管被正向偏置，所以通常不要求也开启mosfet88。

当bcm14被附接至充电器时，电流可通过其中一个触头76被提供。第二触头76用作接头，通过该接头接地连接(返回连接)被建立在位于bcm内部的部件(包括电池单元38)与充电器之间。因此，电流通过被标记为q1的mosfet80提供。在本发明的所示形式中，标记为q8的mosfet80用作形成接地连接的mosfet。由于mosfet80的体二极管被正向偏置，所以现在需要当将bcm附接至充电器时开启mosfet80。

作为选择，在这一实施方式中，充电触头可穿过接地触头(利用在图16中标记为“电流路径(如果使用附加的接地连接)”的虚线来标识)。在这种情况下，接地触头用作用于充电电路82和通信电路两者的基准电压接头。需要认识到，驱动电路78可以被包括作为充电电路82的一部分。

换句话说，三个bcm触头76中的至少一个起到双重作用：1)当再充电单元被结合到bcm14时，将充电电路82连接到再充电单元；以及2)当工具单元12被结合到bcm14时将驱动电路78连接到工具单元12。换一种说法，在工具单元12的操作过程中连接到工具单元触头74的bcm触头76中的至少一个也在再充电过程中连接到再充电单元。由于bcm触头76中的至少一个起到两种作用，所以bcm触头76的总数被保持为最小。这种装置有利地降低了成本，提高了可靠性，并减小了支撑bcm触头76所需要的面积。

工具单元控制器40被构造成当再充电单元与bcm14接合而使bcm14正在被充电时保护电池单元38。如上所述，控制器44可操作地结合到可再充电的电池单元38。控制器44监控电池单元38的电压，以针对过充电或放电状况(接头和部件未示出)确定其充电状态。在充电过程中，假设电池单元处于它们可以被充电的状态，则控制器44开启mosfet86，以便充电电流可以被提供给电池单元38。工具单元控制器40包括过充电电路84和/或放电电路86，两者被显示为块单元。

当bcm14被结合到充电器时，过充电电路84通过监控存在于高压总线上的电压来针对过充电状况监控可再充电的电池单元38的电压。过充电电路和控制器共同通过开启和关断mosfet88来防止过量电流被施加到电池单元38。

当工具单元12被结合到bcm14时，放电电路86构造成针对放电状况监控可再充电的电池单元38的电压以及将流过可再充电的电池单元38的电流调节/切换到使电流能够从可再充电的电池单元38流到该系统所必要的程度。通过检测表示放电状况的电压，控制器44可与放电电路86进行通信。该控制器可以构造成改变到达放电电路86的mosfet90的电流。反过来，mosfet90调节通过可再充电的电池单元38的电流，以允许放电状况。

工具单元控制器40进一步构造成当再充电单元与bcm14接合时检测关于可再充电的电池单元38的故障状况。有利的是，当bcm14结合到再充电单元时检测故障情况是可行的，这是因为工具单元控制器40和可再充电的电池单元38设置在bcm14内。工具单元控制器40可以检测驱动电路78、充电电路82、过充电电路84、放电电路86、控制器44、动力产生单元18的电路、或任何传感器中的故障。因此，充电过程中检测故障状况比恰好在手术之前或手术过程中检测故障更有效、方便和安全。

ⅱ.第二实施方式

a.概述

现在参考图17-19总体上描述本发明的可选电动手术工具组件120。电动手术工具组件120包括工具单元124，其可拆卸地附接至电池和控制模块128。所示工具单元124包括作为动力产生单元的电动机950。该特定工具单元被设计成使矢状锯片17摆动。位于bcm128内部的是两个可再充电的电池单元38。电池单元38提供用于激励工具单元电动机950的电力。另外位于工具单元128内部的是工具单元控制器530(图45)。工具单元控制器530调节激励信号从电池单元38向工具单元电动机950的施加。开关440可动地安装到bcm128。工具单元控制器530包括监控开关440的手动致动的传感器。在一定程度上，响应于开关440的致动，工具单元控制器控制激励信号向工具单元124的施加。工具单元控制器530还能够监控工具单元124内部的动力产生单元的操作状态。工具单元控制器530还基于所感测到的动力产生单元的操作状态控制激励信号的提供。

b.电池和控制模块

bcm128包括近侧外壳132和远侧外壳162。外壳132和162被密封在一起以形成bcm128的壳体或本体。外壳132和162由诸如聚苯砜或聚醚醚酮的塑料或能够经受高压灭菌器消毒的严酷条件的其它材料制成。

此外，形成至少邻近下述传感器566的bcm壳体的材料是如下材料：由传感器566监控的信号可以穿过该材料，而不失真或衰减到明显地影响传感器566检测信号特性的能力的水平。类似地，形成邻近下述传感器594的bcm壳体的材料至少是如下材料：由这些传感器594监控的此类信号可以穿过该材料，而不失真或衰减到明显地影响传感器594检测能量水平的能力的水平。这里，“不利地影响”被理解为表示信号的失真或衰减，导致传感器不能以本发明所要求的准确度输出反映信号特性改变的信号。

从图20和22，可以看出，近侧外壳132是单件单元。外壳132被成形为具有没有标识出的底部，其向外和向上弯曲成两个相对的弯曲侧板134。在外壳的近端侧板134弯曲成顶板136。在顶板136的远侧，侧板134向内弯曲，以便在外壳的顶部连接到一起。过渡板138从顶板136的远端向上弯曲，以在侧板134突出到顶板136上方的位置处关闭外壳。端板140形成近侧外壳132的近端。

大致圆形的台阶142与端板140是一体的，并且在内部向前远离端板140。因此，台阶142在端板140中限定出凹槽。台阶142形成为具有从近侧向远侧延伸穿过台阶142的开口144。一组肋146从台阶142的指向近侧的表面向近侧并向外突出。肋142与开口144径向隔开。在外壳132的内部，两个圆形肋148和150从台阶142的指向远侧的表面向前向远侧延伸。肋148围绕开口144紧前方的体积向前延伸。肋150与肋148径向向外间隔开从而背离肋148径向间隔开。台阶142、开口144和肋146、138和150被提供，以便于将减压阀154(参见图18和20)安装到外壳端板140上。减压阀154被提供以促进在消毒过程中bcm128内部的空隙空间的通风。减压阀154的结构不是本发明的一部分。

两个平行肋156从端板140的内表面向前向远侧延伸。肋156侧向延伸穿过端板140。肋156被间隔开。两个平行肋158从外壳侧板134的相对内表面向内延伸。每个肋158位于近侧外壳132内，以便位于与肋156中单独一个的高度大致对应的高度处。每个肋158从相关联的肋156向远侧并向前纵向延伸。每个肋158在离外壳的开口近端小于1cm的短距离处终止。

远侧外壳162具有主要部分164，其在垂直于从近侧向远侧穿过外壳的纵向轴线的横截面中是椭圆形形状。外壳主要部分164的近端是开口的，并成形为与近侧外壳132的开口远端配合。唇部163在形状上略小于主要部分，从主要部分向近侧并向后延伸。唇部163从主要部分的外周向内形成台阶。当bcm128被组装时，唇部163坐靠在近侧外壳132的远端的内表面上。唇部163的渐缩外表面未标识出。

外罩166从外壳主要部分164向前延伸。远侧外壳162形成为使得外罩166从外壳主要部分164的下段向前向远侧延伸。

远侧外壳162进一步形成为使得在外罩166的紧近侧和上部，外壳主要部分具有两个侧面相对的侧板168，在图24中标识出。侧板168在从每个板的远端延伸时渐缩。侧板背离与远侧外壳162的纵向轴线相交的竖直平面成角度。在每个侧板168的近端的前方，侧板形成为限定凹入面170。从图23可以看出，每个凹入面具有圆形截面。凸台172从每个凹入面170向外延伸。封闭端孔173从凸台172的外表面向内延伸。环形肋(未标识)凸台的外表面向外伸出。

每个侧板168进一步成形为使得在该侧板中具有细长的大致呈矩形的凹口174。凹口174沿远侧外壳162纵向延伸。每个凹口174在相邻凹入面170前方微小距离的位置处开始。凹口174存在是为了制造的原因而与本发明不相关。远侧外壳162进一步形成为使得矩形杆件176从每个侧板168向外延伸。每个杆件176位于相邻凹口174的下方。每个杆件还位于形成于侧板168的凹入面170的较短线性伸出部的下方。

图25中所示的多段腹板在间隔开的侧板168的相对内表面之间延伸。该腹板包括从外壳的弯曲上部向下延伸的顶板180，侧板168从该弯曲上部延伸。该腹板包括从上部板180的底部向前向远侧延伸的台阶182。底部板186从台阶182的远端向前延伸。在本发明所描绘的形式中，远侧外壳162形成为在底部板从台阶182向下延伸的位置处限定凹口184。基底板187从底部板的基部向前延伸。基底板187向远侧并向下渐缩进入外壳162的限定外罩166的顶部的截面中。板180、186和187以及台阶182的面向近侧的表面部分地限定bcm128内部的空隙空间的近端。侧板168的内表面，板180、186和187的面向远侧的表面以及台阶182的相邻表面在远侧外壳162内限定空腔190。空腔190从外壳侧板168的前边缘向近侧延伸。凹口184位于空腔190中。

远侧外壳162进一步形成为使得在侧板168的下方在外壳的侧部具有对置的凹入面194和196，一个表面194和196均显示在图23中。每个凹入面194具有与穿过外壳162的纵向轴线大致平行的纵向轴线。每个凹入面194进一步形成为使得该表面的近侧部分比位于前方的远侧部分具有更大的上下宽度。凹入面196相对于相伴凹入面194向内凹入。每个凹入面196具有在凹入面194的远端从相关联的凹入面194向内延伸的圆形部分(未标识)。每个凹入面196具有从圆形部分向前延伸的线性伸出部(未标识)。贯通开口198从每个凹入面194的近端向内延伸。每个开口198大致呈具有弯曲的纵向轴线的椭圆形的形状。凸台202从每个凹入面198的圆形部分的中心向外延伸。径向间隔开的肋没有被标识出，这些肋从每个凸台202的暴露表面向外突出。孔203延伸穿过凸台202。

位于远侧外壳162的内部并且与远侧外壳162成一体的是在图24-26中最佳示出的盘206。盘206在外壳的底部从外壳的内表面向上延伸。盘206形成为具有从腹板的指向近侧的表面向后延伸的肋。存在两个圆形肋207和209。肋207和209是同心的，并在盘206的中心轴线上居中。存在六个径向肋208。每个肋208在肋207的外表面和肋209的内表面之间延伸。每个肋208与第二肋208相对于盘202的中心在直径方向相对。

盘206进一步形成为具有从近侧向远侧延伸穿过该盘的多个通孔210。每个通孔210被设置在该盘的处于肋207和209之间以及两个相邻肋208之间的弧形段。盘206也成形为具有环211(在图25中标识)，其从该盘的近侧面从近侧向后延伸。环211围绕盘周向地延伸，从而从盘的外周向内间隔开微小的距离。远侧外壳162进一步形成为使得环211向近侧向后延伸到肋207和209之外。突部213从环211的一部分向近侧向后突出。

腹板212从盘206的与外壳162的侧板向内隔开的外周向前延伸。腹板212在垂直于穿过外壳的纵向轴线的平面中是弧形的。腹板延伸到外壳的外部结构部件形成外罩166的地方。盘206的指向远侧的表面、腹板212的内表面和外罩166的外部结构板的内表面限定孔214。孔214在外罩166的前面开口，并穿过外罩延伸到外壳的主要部分中。盘206和腹板212将孔214与bcm128内部的主空隙空间分开。远侧外壳162进一步形成为使得肋216从外壳结构板和腹板212的内表面向内突出到孔214中。开口198和孔204延伸到孔214中。盘通孔210也通向孔214。

远侧外壳162进一步形成为使得限定孔214的远侧段的外壳的一部分限定从孔的外周向外延伸的槽216。槽216从孔的上部向外延伸。外罩166进一步形成为使得四个凸起肋215(只有三个可见)从限定孔214的外罩的表面向内延伸。外罩进一步形成为使得单一肋217(在图25的横截面中可见)向下延伸进入孔214。肋217从孔214的近端向前延伸通常小于3cm的短距离。

两个肋220(图25中标识)从远侧外壳的侧面的相对内表面向内延伸。肋220定位成使得当外壳132和162安装在一起时，每个肋220与近侧外壳肋158中的单独一个对准。

远侧外壳162进一步形成为使得具有位于外壳内的空隙内部的两个柱224和230。柱224和230具有近端，其位于肋220并入远侧外壳162的主体的侧面中的位置的前方。柱224在横截面上是圆形并且具有大致圆形的封闭端孔226，该封闭端孔从该柱的近侧面向前向远侧延伸。柱230在横截面上是矩形。柱230形成为具有横截面为矩形的封闭端孔232，该封闭端孔从该柱的近侧面向内延伸。在垂直于沿柱230的纵向轴线的横截面中，柱230和孔232两者的长轴都位于侧向延伸横跨远侧外壳162的线上。

从图19和图21可以看出，位于bcm壳体内部的是机架242。电池单元38安装到机架242上。电路板244也安装到机架242上。电路板244包含工具单元控制器530，其选择性地从电池单元38施加激励信号到工具单元动力产生单元950。传感器566和594也安装到机架242。传感器566是监控开关440的致动的传感器。传感器594监控工具单元动力产生单元950的操作状态特点。由传感器566和594输出的信号被施加到工具单元控制器530。基于这些信号的状态，工具单元控制器530选择性地提供激励信号、激励电流到工具单元950。

如图27和28所示，机架242包括上框架246和下框架296。框架246和296由与形成外壳132和162的材料相同的材料形成。现在参考图29和30描述的上框架246具有近端梁247。大致u形的轴踵248从梁245的指向近侧的表面向近侧延伸。柔性卡扣片250从轴踵248向下延伸。两个侧梁252从近端梁247向前向远侧延伸。沿着框架244长度的大约五分之四，侧梁252是平行的。在框架246的长度位于近侧梁245前方大约五分之四的位置处，侧梁252朝向彼此向内略微地渐缩。侧梁的最远侧部分，梁252的大约最远0.5cm是平行的。

杆件256从每个梁252的底面向下延伸。每个杆件256通常是细长形。杆件256从侧梁252的平行部分向下延伸。上框架246进一步形成为使得每个杆件256不在与该杆件是一体的梁252的整个底面上延伸。相反，上框架246形成为使得每个杆件256向相关联侧梁252的外部略微形成台阶。上框架244进一步形成为使得卡扣片258从每个杆件256向下延伸。每个杆件256进一步形成为具有细长的凹口259，该凹口从该杆件的指向下的表面向内延伸。凹口259设置成靠近卡扣片258。

两个另外的杆件260也从侧梁252向下延伸。杆件260在杆件256的前方向远侧隔开并且在长度上小于杆件256。上框架244形成为使得每个杆件260从与该杆件是一体的侧梁252的向内渐缩部分向下突出，并且向外形成台阶。每个杆件260也沿着侧梁252的相邻远侧部分延伸大约0.3cm的短距离。卡扣片262从每个杆件260向下突出。

上框架246进一步形成为具有多个销264。两个销264在轴踵248的下方向下延伸。两个销264在每个杆件256的下方延伸。与每个杆件256为一体的销264位于与杆件256为一体的卡扣片258的相反两侧。两个销264也从下文描述的腹板28向下延伸。

五个腹板268，274，276，284和288延伸跨越框架侧梁252。每个腹板具有第一和第二侧面(未标识)。第一侧面从梁252的一侧升起。第二侧面随着该侧面从梁252向上延伸而向内渐缩。腹板268是这些腹板中位于最近侧的腹板。腹板268的顶部具有跨越上框架246延伸的两个向内弯曲的表面(未标识)。这两个弯曲表面的更远侧相对于近侧面向内凹入。因此，这些面在腹板268中限定出凹口270。腹板268进一步形成为限定两个槽口272。被标识出的一个槽口从腹板的顶部向内延伸。槽口272将腹板的两个弯曲顶面分开。

腹板274和276在形状上基本上是相同的。腹板274和276在侧梁252的主要平行部分之间延伸。每个腹板274和276具有向内弯曲的顶面(未标识)。每个腹板274和276形成为在该腹板的向内渐缩的侧面具有开口278。腹板284在侧梁252的远侧平行部分之间延伸。腹板284形成为限定从腹板的指向近侧的表面向前延伸的凹口286。腹板268的凹口限定顶面、腹板274和278的顶面以及腹板284的凹口限定顶面具有以共同轴线为中心的共同的曲率半径。

腹板288是形成在上框架246上的最远侧腹板。腹板288在侧梁252的远端的紧后方在侧梁之间延伸。上框架246形成为使得腹板288大致为弧形的形状。固定的矩形冠部290从腹板288的顶部向上延伸。冠部290成形为具有中心凹口292。

现在参考图31和32描述机架下框架296。下框架296包括近端梁298。轴踵302从近端梁298向后突出。在形状上，轴踵302通常与上框架轴踵248相同。轴踵302形成为具有凹口304，该凹口成形为接收上框架卡扣片250。上框架轴踵302进一步形成为具有两个通孔306(一个被标识)。孔306被定位和定尺寸为接收从上框架轴踵248向下突出的销264。

两个侧梁308从下框架近侧梁298向前延伸。机架下框架298成形为使得当机架被组装在一起时下框架侧梁308基本上位于上框架侧梁252之下。两对杆件，杆件310和杆件312，从侧梁308的顶面向上延伸。框架246和296被成形为使得当框架被组装在一起时，每个下框架杆件310与叠置的上框架杆件256对准。每个杆件310形成有凹口311和两个通孔309。凹口311成形为接收互补杆件256的卡扣片258。每个孔309被定尺寸以接收从互补杆件256向下延伸的其中一个销264。突部314从每个杆件310的露出面向上突出。当机架242被组装时，每个突部314安置在互补杆件256的互补凹口259中。

每个杆件312被定位成与上框架杆件260的互补杆件对准。凹口315形成在每个杆件312中。凹口315被成形和定位成接收与叠置的上框架杆件260一体的卡扣片262。

下框架侧梁308形成有指向内的突出部316。每个突出部316被设置成邻近杆件312的前端，杆件312与突出部形成于其中的梁308是一体的。每个突出部316形成有通孔318。当机架242被组装时，销264从叠置腹板284向下突出。

五个腹板320，324，326，328和332延伸跨越侧梁308的指向下的表面。腹板320具有可以被认为与上框架腹板268的特征对称的特征。因此，不会重新描述这些特征。应该指出，腹板320被设置成靠近腹板268。腹板324和326具有与腹板274和276的特征对称的特征。腹板324和326分别被设置成靠近腹板274和276。腹板328具有类似于上框架腹板284的形状。腹板328形成有从腹板的指向下的表面向上突伸的两个槽口330。框架246和296被共同成形为使得下框架腹板324设置成靠近上框架腹板284。

框架246和296进一步成形为使得下框架腹板332设置在上框架腹板288前方的短距离处。腹板332在形状上大致为弧形，因为该腹板的指向下的表面具有向上弯曲的表面。下框架296进一步形成为使得腹板332具有三个间隔开的凹口334，两个凹口被标识出。腹板332形成为使得凹口334被沿一弧排列。更具体地说，形成这些凹口围绕的弧以穿过远侧外壳孔21的纵向轴线为中心。每个凹口334具有纵向轴线，即与穿过孔214的纵向轴线平行的轴线。腹板332成形为使得每两个相邻凹口334的纵向轴线彼此隔开60°，基于沿穿过孔214的纵向轴线的点，该点是径向线从其纵向延伸到每个凹口的顶点。

两个柱336从腹板332的指向远侧的表面的相反两侧向前向远侧延伸。销338(在图28中标识出)从每个柱336向前延伸。

作为制造bcm128的过程的一部分，上面安装有部件的电路板244夹在上框架246和下框架296之间。当框架246和296被放在一起时，上框架杆件256和260抵接下框架杆件310和312。这在框架246和296的梁之间限定出安装电路板的周边部分的空间。上框架销264安置在下框架孔306中。下框架突部314安置在上框架凹口259中。这些部件在这些空隙空间中的安置便于正确地对齐框架246和296。这种部件安置还防止了框架的柱组装移位。框架246和296通过上框架卡扣片250、258和262分别卡扣配合在下框架凹口304、311和315中被保持在一起。

一旦电路板244和框架246和296被组装在一起，可再充电的电池单元38就安装到机架上。一个电池单元38安置在上框架腹板268，274，276和284上。电池单元的近端安置在由腹板268限定的凹口270中。因此，限定凹口的近端的台阶阻止电池单元38向近侧纵向移动。电池单元38的远端安置在由腹板28限定的凹口286中。电池单元38在凹口286中的安置阻止外壳向远侧纵向移动。系带342围绕电池单元38延伸并且穿过腹板274和276中的开口278，以将电池单元保持到机架上。第二电池单元38抵靠下框架腹板320，324，326和328的指向下的表面被类似地保持在位。

接触板344被安装到每个电池单元的近端。与接触板344一体的突部(未示出)安置在与腹板268和320一体的槽口中。接触板348被安装到每个电池单元38的远端。与接触板348一体的突部(未示出)安置在与腹板328的槽口330一体的槽口中。接触板344和348，以及未示出的导线，提供了从电池的端子到下文所讨论的电路板244上的工具单元控制器530的导电路径。

当电池和控制模块128被组装时，机架242的远侧部分在远侧外壳162内部的肋220之间滑动。形成bcm128的部件成形为使得机架被压在肋220之间。机架242向前滑动，使得左侧机架销338安置在外壳柱224内部的孔226中。同时，右侧机架销338安置在外壳柱230内部的孔232中。更具体地说，延伸到孔226中的肋225将相关联的销338保持在孔226内的特定位置。由于孔232的矩形横截面形状和柱230和销338的相对尺寸，销在孔232中的位置被固定在仅竖直轴线上。销在水平面(图18的内外平面)中的位置，具有一些小程度的变化。因此，形成bcm128的部件允许一些制造误差，同时确保机架242和附接至该机架的部件的竖直位置在bcm壳体的空隙空间内具有基本固定的竖直位置。

当近侧外壳132安装在远侧外壳162的开口端上时，机架242的近侧部分被略微压在近侧外壳肋158之间。机架242的近端被压在肋156之间。因此，肋156、158、220和销338共同将机架242保持在电池和控制模块128中的空隙空间中的固定位置。

触针350提供电池和控制模块128与该模块所连接的部件之间的电连接针。从图34可以看出，触针350是单件元件。触针350由导电材料例如黄铜形成。在近端，该触针被成形为具有圆柱形主干351。虽然主干大致为圆柱形，但是该触针形成为限定围绕主干351周向地延伸的环形槽352。槽352位于沿主干351的长度大致居中的位置处。触针350被进一步成形为具有止挡件，其位于主干351的前方并且围绕主干周向地延伸。止挡件具有恒定直径的近侧段353。止挡件近侧段353的直径比主干351的直径大。止挡件远侧段354从近侧段353向前延伸。远侧段是截头圆锥形的形状。远侧段背离近侧段353越远，远侧段354的直径减小的越多。在本发明所描绘的形式中，远侧段的最近侧部分的直径比近侧段353的直径小大约0.5mm。

止挡件远侧段354合并到圆柱形的针头部355中。在本发明的所示形式中，针头部355的直径比主干351的直径大并且比止挡件近侧段353的直径小。针头部的最远侧端是半球形的形状。

每个触针350被安置在形成于图33所示的远侧外壳圆盘206中的通孔210的单独一个中。更具体地说，针头部355延伸穿过盘206。在本发明的许多形式中，形成bcm128的部件被设计成使得在室温下(22℃)，针头部355的外径为比相关联的通孔210的直径小大约-0.2至0.3mm。止挡件远侧段354在盘206的指向近侧的表面上的抵接限制触针350通过该盘向前纵向移动。

参见图19和33，密封件360和盖370相互协作，以在bcm壳体和触针350之间形成与周围环境隔开的屏障。现在通过参考图36描述的密封件360由能够经受bcm128所暴露的消毒处理的严酷条件的弹性材料制成。在本发明的一些形式中，密封件360由epdm橡胶制成。密封件360通常成形为垫圈。具有居中设置的通孔362。密封件的本体被进一步成形为具有多个触针孔364，两个孔被标识出。触针孔364平行于通孔362。触针孔的数量等于集成于bcm128的触针350的数量。触针孔364的直径比针主干351的直径大0.2至0.3mm。

密封件360进一步形成为具有从该密封件的指向远侧的表面向前突出的圆形肋365。每个肋365围绕触针孔364中的单独一个从其向前延伸。在横截面中，每个肋365具有凸的形状。

图37中最佳示出的盖370为大致圆盘形。盖370的指向远侧的表面是平面。通孔372延伸穿过盖370的中心。盖370包括环374，在图37部分可见，环374从该盖指向远侧的表面向前延伸。环374具有便于接触配合在与远侧外壳盘206一体的环211的外周上的内径。环374的外周从盖370的主体的外周向内间隔开。

盖370进一步形成为具有多个弧形隔开的突部376，其从该盖的圆形主体向外延伸。突部376彼此间隔开，以便在各突部之间限定凹口378。多个通孔380，两个孔被标识出，从近侧向远侧延伸穿过盖370。通孔380被定位成使得，当bcm128被组装时每个盖通孔380将与密封件触针孔364中的单独一个对准。每个通孔380形成有埋头孔(未标识)。

盖370进一步形成为使得圆形肋382从该盖的主体的指向近侧的表面向外延伸。肋382被设置成围绕孔372。另外的线性成形的肋384从肋384的外周径向向外突出。盖370进一步形成为具有一些凹槽386。每个凹槽386在形状上为凹形。每个凹槽386与通孔380中的单独一个相关联。出于制造原因存在的一些小槽在一些通孔埋头孔与相关联凹槽386之间延伸。

当电池和控制模块128被组装时，触针350被安置在位于远侧外壳腹板206内部的每个通孔中。密封件360安装在触针350的主干351上。密封件360被定位成使得密封肋365抵接相邻的触针止挡件近侧段353的指向近侧的环形表面。盖370安装在密封件360上。更具体地说，盖被定位成使得盖环374坐靠在位于远侧外壳162内部的环211上。作为这一过程的一部分，盖370被定向成使得与远侧外壳162一体的突部213安置在盖凹口378中。这种突部位于凹口中的安置暂时地将该盖保持在相对于远侧外壳162的正确取向上。然后盖370被焊接或以其它方式固定到远侧外壳。

作为形成电池和控制模块128的各部件的尺寸化的结果在于，盖370将密封肋365按压在与触针360一体的止挡件上。密封件360的指向远侧的表面按压在肋207、208和209上。该密封件在这些表面上的抵接使该密封件形成周围环境与bcm壳体的内部之间的屏障。

返回图19和图33，可以看出，连接器390提供从工具单元控制器530延伸的导线和触针350之间的导电连接。连接器390由导电材料形成，典型地为形成触针350的材料。如图35中所示，单一连接器390包括u形脚部392。杆状腿部394从该脚部向前向远侧延伸。在腿部394的远端，连接器390具有弯曲部396。从弯曲部396向近侧延伸，连接器390具有杆形颈部398。弯曲部402位于颈部398的近端。头部404位于弯曲部402的指向远侧的端部。头部404是u形的。由于弯曲396和402的取向和形状，连接器腿部394、颈部398和头部的纵向轴线是平行的。还由于连接器的成形，头部404被理解为位于弯曲396的近侧后方。此外，形成连接器390的材料被选择为使得弯曲部396和402是柔性的。

形成bcm128的部件的另一特征是，连接器390具有便于将弯曲部396定位在形成于盖370中的凹槽386中的侧向宽度。

通过组装bcm128，每个连接器390被定位成使得连接器弯曲部396被压配合到盖370的凹槽386中。连接器390的头部404环绕与该连接器相关联的连接器触针的主干351的近侧段。从工具单元控制器530(该连接器要附接的部件)延伸的导线被固定在连接器390的脚部392中。焊料通常被使用，以确保导线保持附接至连接器脚部392并且连接器头部404保持附接至相关联的连接器触针350。

本发明的另一特征在于，当连接器390连接到触针350并且安置在外壳370中时，脚部392和腿部394以一个圆被布置。该圆具有足够的直径，以便安装到机架下框架296上的电池单元38的远端可以安置在该圆内。

现在要关于图38描述的闩锁组件410与和工具单元124一体的互补特征件协作，以便将工具单元可脱离地保持在bcm孔214中。虽然未示出，但是应该理解的是，在本发明的许多形式中具有两个闩锁组件410。一个闩锁组件410附接至bcm远侧外壳162的每一侧。每个闩锁组件410利用工具单元124接合在互补凹口856(图56)中。闩锁组件410必须同时被致动，以从bcm128移除工具单元124。

每个闩锁组件410包括释放杆412，参见图38和39。释放杆412是可消毒塑料的大致矩形片。释放杆412的远端是圆的。释放杆412被定尺寸以安置在由该杆被安装的远侧外壳的侧面的凹入面194所限定的空隙空间中，并且在空隙空间中枢转。在杆412的远端的近侧，该杆412形成为具有延伸穿过该杆的孔414。环416从杆412的指向内的表面向内延伸。环416与孔414是同心的并且从孔414向外径向地间隔开。该杆形成为使得环416安置在与邻近凹入面194的凸台202一体的两个肋之间。

杆412有位于环416的近侧并且与环416隔开的凸起表面418。杆412进一步形成为使得凹口420从凸起表面18向内延伸。凹口沿从环416的外表面延伸的切线延伸。销420从凸起表面418向外延伸。销420位于离释放杆412的近端前方微小距离处。

当bcm128被组装时，释放杆412坐靠在远侧外壳凹入面194上。具体地说，杆被定位成使得外壳孔204和杆孔414同轴并且销420延伸穿过外壳开口198。延伸穿过杆孔414并且牢固附接至远侧外壳的限定外壳孔205的表面的配件424将该杆保持到外壳上，以便该杆可以在凹入面194上枢转。

扭簧426设置在外壳162和释放杆412之间。扭簧的圆形基部位于与外壳一体的凸台202上。弹簧426的一个腿部被安置在外壳凹入面196的线性伸出部中。扭簧426的相对腿部安置在杆凹口420中。因此，弹簧426在释放杆412上施加正常地定位杆使得该杆的近端位于远端的下方的力。手指或拇指力足以克服弹簧426的偏压力而枢转杆412。

现在参考图40-44描述bcm触发开关440。触发开关440包括可枢转地附接至bcm壳体的叉442。梁472将手指片488保持到442叉上。梁472将手指片488可滑动地保持到叉442上，以便手指片与叉的间距可以被选择性地设置。

图40至42所示的叉442由能够承受消毒的严酷条件的单块塑料形成。叉442被成形为具有基板444。板444具有锥形面(未标识)。两条平行的杆件446从板444的底面向下延伸。杆件446形成为具有被大致竖直定向的四个凹槽448，两个凹槽被标识出。凹槽448在横截面上为半圆形。一个杆件446上的每个凹槽448面向相对杆件上的互补凹槽。在每个杆件上，在三个最远凹槽的下方，矩形突部450朝相对的杆向外延伸。叉442进一步成形为使得腹板452在杆件446的远端之间延伸。因此，板444、杆件446和腹板452共同限定出进入叉442的远端的矩形开口453。

拇指部456从叉基板444的近端向后方向近侧延伸。叉形成为使得拇指部456相对于基板444被升高。共同地，基板444和拇指部456形成为在该基板和拇指部之间限定窗口457。拇指部456形成为具有从拇指部的底面向下延伸的凸台458。凸台458形成为具有封闭端孔460。

两个叉齿464也背离叉基板444向近侧延伸。叉442形成为使得当每个叉齿背离基板444向近侧延伸时，叉齿背离穿过基板的从近侧到远侧的纵向轴线渐缩小距离。形成bcm128的部件成形为使得每个叉齿464坐靠在远侧外壳侧板168上。每个叉齿464形成为具有从叉齿的内表面向内突出的凸台466，一个凸台被标识出。因此，各凸台466朝向彼此向内延伸。凸台466从叉齿464的近端前方的位置向前向外侧延伸。每个叉齿464和相关联的凸台466成形为以限定从该凸台的底面向上延伸的槽467(一个槽以虚线示出)。在凸台466的近侧以及叉齿464的近端的前方，孔468侧向地延伸通过叉齿464。每个孔468形成有在叉齿的外表面开口的埋头孔(未标识)。

参见图41、43和44，梁472由金属板形成，该金属板被弯曲，以使该梁具有横截面大致为矩形的形成。更具体地说，梁被成形为可滑动地安装在叉442的前部的矩形开口453中。该梁的相反侧被成形为在每侧形成腿部474，该腿部从该梁的延伸出该腿部的部分向近侧延伸。每个腿部474具有脚部476。每个脚部476是半圆形的形状，并且进一步成形为从与该脚部相关联的梁的侧面向外延伸。梁脚部476被定尺寸以安置在形成于叉442中的凹槽448中。

标记形成于梁472的顶部的表面上。第一标记、“|”标记478位于该梁的近端的紧前方。位于标记478紧近侧的是“o”标记480。第二“|”标记、标记482离标记480大约1cm。梁472进一步形成为具有从该梁的底面向下延伸的翼片484。翼片484是坡道形，由于当该翼片从梁的延伸出该翼片的部分向前向远侧延伸时，翼片倾斜地延伸向下。当梁开始被插入叉开口453时，柔性的翼片484在腹板452的下方延伸。因此，翼片484防止梁和附接手指片488从叉442被移除。

手指片488被设置在梁472的远端。触发开关440还包括磁铁490。磁铁490被安置在拇指部456内部的封闭端孔460中。

参见图41，安置在叉齿孔468中的紧固件494将触发开关440保持到bcm上，以便该开关能够枢转。在每个紧固件494端部，扭簧496(也如图41所示)围绕与远侧外壳162一体的每个凸台172设置。每个弹簧496的一个腿部被安置在外壳的凹入面170的线性伸出部中。通过伸出部，该弹簧腿部在凹入面170的紧下方安置在杆件178上。每个扭簧496的相对腿部安置在形成于叉442的邻近齿464的槽467中。因此，扭簧496在触发器组件的其它部件上施加正常地保持手指片的力，使得该手指片在bcm的远端上方间隔开。手指力足以克服由弹簧496所施加的力。

c.bcm工具单元控制器

通过参考图45获得对位于电池和控制模块128内部的工具单元控制器530的基本理解。控制器530包括工具单元驱动器电路(t.u.driver)620。驱动器电路620包含将从电池单元38提供的激励信号(bat+和bat-信号)提供和返回在正确的bcm触针350上的部件。工具单元驱动控制器770选择性地设置包括驱动器电路620的部件，以便由驱动器产生适当激励信号的输出。在图45中，仅单线连接由工具单元驱动控制器770和该控制器被连接的电路来连接。应理解，这仅仅为了便于说明。实际上，在控制器770和相关联的电路之间具有多条线。

工具单元驱动控制器770基于多个输入信号设定驱动器部件的状态。一组输入信号来自触发传感器电路(trgrsnsrs)560。触发传感器电路560包括下文所讨论的位于bcm壳体内部的空隙空间内的传感器566，该传感器产生与触发开关440的致动有关的信号。第二组施加给工具单元控制器的输入信号由工具单元传感器电路(t.u.snsrs)590产生。工具单元电路590包括位于bcm内部的传感器594，其输出表示位于工具单元内部的动力产生单元的操作状态或状况的信号。第三组输入信号来自电流检测(isns)电路670，工具单元根据该输入信号调节激励信号的提供。电流检测电路670监控由工具单元动力产生单元消耗的电流以及横跨动力产生单元950的电压。电流检测电路还监控由电池单元38提供的电流。

唤醒电路702也被连接到触针350和工具单元驱动控制器770两者。唤醒电路702监控当bcm128未连接至充电器或工具单元时负载是否存在或信号是否施加在触针350上。当唤醒电路702进行这样的检测时，唤醒电路设定到达工具单元驱动控制器770的信号有效以便通知该控制器：bcm要么被充电要么工具单元124已被附接。

驱动控制器770还包括通信(comm)电路730。通信电路730选择性地施加电力，以从工具单元124内部的存储器910(图60)读取数据和将数据写入到该存储器中。驱动控制器770还致动集成于电池和控制模块的指示器750(bcmindctrs)。这些指示器750给使用电动手术工具组件120的人提供关于该组件的操作状态的信息。

用于激励工具单元控制器530的部件以及用于参考目的的电压由也被连接到驱动控制器770的电源电路(pwrsply)532提供。如图46所示，电源532包括3.3伏电源534。输入给电源532的是来自电池单元38的bat+信号。在本发明的一种形式中，可以从加利福尼亚州米尔皮塔斯的凌力尔特(lineartechnology)公司获得的lt3970hms降阶式电压调节器用作电源532。该电源消耗低静态电流，通常为10微安培或更小，并且更优选为5微安培或更小。未描绘的是连接到电源532以确保适当输出3.3伏信号的电阻器和电容器。

电源输出的3.3伏信号被输出在感应器536上。该信号始终可以作为3.3电压休眠(3.3vhib)信号。该3.3vhib信号被施加给与驱动控制器770一体的针，该针接收被施加给该控制器的休眠电压。

来自感应器536的信号还施加给p通道mosfet538的源极。电阻器540被连接在mosfet538的源极和栅极之间。存在于mosfet538的漏极上的信号可以作为3.3v数字信号。该信号在一总线(未示出)上被输出，并且该信号被施加给工具单元控制器530的需要3.3v数字信号的其它部件上。存在于mosfet538的漏极上的信号也被施加到感应器542。在感应器542的与mosfet538隔开的端部的信号通过电容器544施加到模拟地面。电容器544连接在感应器542的与电源534隔开的端部和地面之间。存在于感应器542和电容器544的连接点处的信号可以作为3.3伏模拟信号。该信号在一总线(未示出)上被输出到工具单元控制器530的需要3.3v模拟信号的其它部件上。

因此，mosfet538控制通过电源532的3.3伏数字信号和3.3伏模拟信号的输出。mosfet538通常被关闭，以防止这两个信号的输出。3.3伏唤醒(3.3v_wake)信号被施加到mosfet538的栅极，以开启mosfet。该3.3伏唤醒信号(该信号被设定低电平有效)由下述驱动器控制器770选择性地输出。

电源532还包括也接收所述bat+电压的5伏电源548。在本发明的一种形式中，也可以从凌力尔特公司获得的ltc3245dc/dc转换器被用作5伏电源548。未描绘的是连接到电源548以确保适当输出5伏信号的电阻器和电容器。由电源548输出的5伏信号被输出作为总线(未示出)上的5伏数字(5v)信号。因此，该5伏数字信号可以用于工具控制器538的需要此信号的其它部件。来自电源548的输出信号也被施加到感应器550。感应器550的与电源548隔开的端部通过电容器552连接到模拟地面。存在于感应器550和电容器552的连接点处的信号是5伏模拟(5va)信号。该5va信号被施加到一总线(未示出)。因此，该5伏模拟信号可以用于bcm工具单元控制器530的需要这种信号的其它部件。

5伏电源548的开/关状态由5伏使能(5v_enb)信号控制。该5伏使能信号由驱动控制器770选择性地输出。通常，当bcm既不连接到工具单元也不连接到充电器上时，5伏电源548处于关断状态。在本发明的一些形式中，5伏使能信号(enablesignal)作为高电平信号被设定有效。

现在参考图47描述触发传感器电路560。触发传感器电路包括至少一个传感器，图47中的传感器566。这个特定传感器566产生作为触发开关440的位移的函数的信号。因此，传感器566能够监控由磁铁490发射的磁场的强度。在本发明的一个形式中，传感器566是霍尔传感器，其输出作为感测到的场强度的函数的模拟信号。一个这样的传感器是可从美国马萨诸塞州伍斯特的allegromicrosystems公司获得的a1319传感器。如图29所示，传感器566被安置在形成于与机架上框架246一体的腹板288中的凹口292中。

从图47可以看出，3.3伏模拟信号被施加到传感器566的vcc引脚。该信号通过p通道mosfet562施加。电阻器564被连接在mosfet462的源极和漏极之间。传感器566的接地引脚被连接到模拟地面。来自传感器566的vout信号被施加到具有低通滤波器的放大器568。来自放大器568的输出信号是模拟触发(ana-trg)信号。该信号被施加到驱动控制器770。

传感器566的开/关状态由mosfet566控制。具体地说，触发传感器使能(trig_enb)信号被施加到mosfet562的栅极以开启该mosfet。通常情况下，mosfet562处于关断状态。trg_enb信号(该信号被设定低电平有效)由驱动控制器770选择性地设定有效。

第二触发传感器，传感器580被看作是图47的触发传感器电路560的一部分。该第二传感器580可以不物理地位于上述电池和控制模块128内。然而，该传感器580存在于以下所述的电池和控制模块中，现在相应地描述该传感器以及相关部件的存在。传感器580能够监控可围绕传感器的磁场的取向。应该理解的是，传感器580被容纳在bcm壳体中，在该bcm壳体中该传感器被设置在一位置处，在该位置传感器580将与所感测的磁场的取向有关地改变其输出信号。在本发明的一个形式中，传感器566是霍尔效应传感器，其输出与场强度和取向有关地改变的pwm信号。

5伏模拟信号被施加到传感器580的vcc引脚。传感器580的接地引脚连接到模拟地面。上拉电阻器582被施加在3伏模拟总线和传感器580的输出引脚之间。存在于传感器580和电阻器582的连接点处的信号作为脉宽调制触发(pwm_trg)信号被施加到驱动控制器。

在本发明所描述的形式中，工具单元动力产生单元是无刷直流电动机。现在参考图48描述的工具单元传感器电路590产生指示电动机转子的旋转方向的一个信号或一组信号。在本发明所描绘的形式中，这些信号由三个传感器594提供。在本发明的该实施方式的一些形式中，传感器594与触发传感器电路560的传感器566是相同的。从图28可以看出，每个传感器566被安置在形成于与机架下框架296一体的腹板332中的凹口334的单独一个中。

在图48中，三个传感器594被分别标记为s3、s4和s5。3.3伏模拟信号通过单一p通道mosfet592被施加到每个传感器594的vcc引脚。电阻器593被连接在mosfet592的源极和栅极之间。mosfet592的开/关状态由通过驱动控制器770输出的mtr_sns_enb信号控制(该信号被设定低电平有效)。每个传感器594的接地引脚连接到模拟地面。每个传感器594产生的输出信号通过具有低通滤波器的放大器598施加。来自放大器598的输出信号是单独的传感器信号，分别为信号tu_sns1、tu_sns2和tu_sns3。

在参考图49a和49b所描述的本发明的形式中，工具单元驱动电路620包括能够选择性地提供激励信号至无刷直流电动机的多个绕组/从所述多个绕组返回激励信号的部件。激励信号是来自串联电池单元38的bat+信号。该信号通过两个n通道mosfet622和623输出到总线624。驱动电路620布置为使得mosfet622的源极被连接到电池单元38的βατ+触头，并且mosfet622和623的漏极被连接在一起。总线624被连接到mosfet623的源极。电阻器626与总线624串联。存在于电阻器626的两端的电势被施加到电流检测电路。

由于下文较清楚的原因，应该理解的是，存在于mosfet622和623的连接点处的信号可以用来提供给3.3伏电源534(连接未示出)。

总线624上的bat+信号被施加到h桥的高侧驱动mosfet628。每个mosfet628是n通道mosfet。mosfet628的源极被连接到总线624(两个mosfet628被标识)。n通道mosfet630的源极被连接在每个mosfet628的漏极和与bat-触头相连的总线之间(总线未标识)。每一对mosfet628和630的连接点被连接到是三个触针350的单独一个上。肖特基(schottky)二极管632在其中一个触针350和bat+总线624之间被正向偏置。

驱动控制器770设定导致开启和关断mosfet628和630的信号有效。在图49b中，这些信号表示为驱动控制(d_cntl)信号。为了便于说明，单根信号线被示出。可以理解的是，实际上六个单独驱动控制信号被设定有效时，一个信号用于每个mosfet628和630。驱动控制信号被施加给电平转换器(lvlshe)636。电平转换器636将每个驱动控制信号的信号电平从3.3伏转换到5伏。没有示出的是电平转换器到3.3伏和5伏数字总线的连接。

用于每对mosfet628和630的一对电压电平转换的驱动控制信号被施加到用于该对mosfet的栅极驱动器(gd)638。响应于施加到该驱动器的驱动控制信号的状态，各栅极驱动器638选择地施加/取消到被附接的mosfet628和630的栅极的信号。栅极驱动器638提供击穿保护。也就是说，每个驱动器638不会同时施加电压到附接至该驱动器的mosfet628和630两者的栅极。每个栅极驱动器施加到相关联的高侧mosfet628的栅极的电压被升压。电容器640(一个被标识)被连接在每对mosfet628和630之间，并且栅极驱动器638的升压引脚提供用于该被升压的栅极电压的电荷。

用于栅极驱动器的vcc电压被从5伏信号或bat+信号中较高者提供，电路未示出。

上述mosfet622和623被开启和关断，以调节电池单元38的放电和电池通过总线624的充电。倍压器642施加电势到mosfet622和623两者的栅极，以选择地开启mosfet。进入倍压器642的输入信号是方波。虽然未示出，但是应该理解的是，该方波是由驱动控制器770输出的信号。

来自倍压器642的输出信号通过n通道mosfet646被选择性地施加到地面。3.3伏休眠信号通过电阻器644施加到mosfet646的栅极。充电/放电使能(c/d_enb)信号也被选择性地从驱动控制器770施加到mosfet646的栅极。

来自倍压器642的输出信号通过p通道mosfet650施加到其中一个mosfet628的栅极。具体地说，该电压被施加到与二极管632连接的mosfet628的栅极。由倍压器642产生的信号被施加到p通道mosfet650。电阻器652被连接在mosfet650的源极和栅极之间。n通道mosfet654被连接在mosfet650的漏极和数字地面之间。

通过驱动控制器770选择性地输出的充电使能(chg_enb)信号被施加到mosfet654的栅极。该充电使能信号也被施加到电平转换器636的禁用引脚。

在每个mosfet628和630的连接点处的信号通过电阻器631(两个电阻器631被标识)被施加到相关联的触针350。存在于mosfet628和630的连接点处的信号也被施加到电流检测电路670。

现在参考图50描述电流检测电路670。电流检测电路670包括多个放大器。三个独立的电压放大器输出表示由电动机绕组的特定一个所消耗的电流的每个输出信号。在图50中，为了最大限度地减少冗余，这些放大器中的单个被表示为放大器678。可从凌力尔特公司获得的lt1999双向电流检测放大器可以被用作这些放大器。到达每个绕组电流检测放大器678的v+in信号是存在于mosfet628和630的连接点到与绕组954相连的电阻器631的电压。在图50中，这是wndgx_pos信号。到达放大器678的v-in信号是存在于电阻器631的相反侧的电压。在图50中，这是wndgx_neg信号。为了最大限度地减少绘图的复杂性，wndgx_neg连接未在图49b中示出。用于每个放大器678的输出信号是wndgx_i信号，表示由绕组消耗的电流的信号。

用于每个绕组的wndgx_i信号被施加到驱动控制器770。实际上，通过绕组954中的两个消耗的电流可用于计算通过第三绕组954消耗的电流。表示由第三绕组954消耗的电流的wndgx_i信号可以被用作检查。

每个wndgx_neg信号也通过两个串联电阻器672和674被施加到地面。存在于电阻器672和674的连接点处的电压作为表示横跨绕组954的电压的wndgx_v信号被输出。多个wndgx_v信号被施加到驱动控制器770。

电流检测电路650具有第四电流检测放大器，放大器688。放大器688用来测量总体上由工具组件120消耗的电流。用作绕组电流消耗放大器678的特定放大器也可被用作组件电流消耗放大器688。存在于mosfet623和电阻器626的连接点处的信号，assy_pos信号，被施加到放大器688的v+in引脚。存在于电阻器626和mosfet628的连接点处的信号，assy_neg信号，被施加到放大器688的v-in引脚。基于横跨电阻器626的压降，放大器688产生表示由组件120消耗的电流的输出信号assy_i。该信号被施加到驱动控制器770。

pwrs_neg信号通过两个串联电阻器682和684施加到地面。存在于电阻器682和684的连接点处电压作为表示横跨电池单元38的电压的信号被施加到驱动控制器770。

为了使放大器678和688起作用，5伏模拟信号被施加到放大器的v⁺引脚。参考电压也被施加到放大器。该参考电压基于3.3伏模拟信号。具体地说，3.3伏模拟信号被施加到包括电阻器690和692的分压器。存在于电阻器690和692的连接点处的电压被施加到运算放大器694的同相输入端。运算放大器694的输出电压被回接到反相输入端。运算放大器的输出电压是施加到电流检测放大器678和680的参考电压。应该认识到，施加到放大器678和688的参考电压随3.3伏模拟信号的实际电势的改变而变化。这最大限度地减少了3.3伏模拟信号的漂移的影响。

未示出的是去除从同相输入端到放大器694的波动的电容器。还未示出是控制3.3伏模拟信号到放大器694的施加的mosfet。驱动控制器770调节这个3.3伏模拟信号到该放大器的输出，以确保该信号仅在bcm128实际提供激励信号到工具单元动力产生单元950的期间输出。

图51所示的唤醒电路702包括温度传感器704。温度传感器704监控bcm128的温度。3.3伏休眠电压通过电阻器706施加到传感器704。在本发明的一些形式中，当感测到的温度超过80℃时，传感器704将与电阻器706相连的引脚处的信号拉到地面。

存在于传感器704和电阻器706的连接点处的信号作为温度触发唤醒(wake_temp)信号被施加到驱动控制器。被设定低电平的该信号被施加到驱动控制器770，以通知该控制器bcm正在从休眠状态转换到唤醒状态，因为bcm是最有可能经受高压灭菌器消毒处理。虽然没有示出，但是温度传感器提供表示所感测的驱动控制器770的温度的信号。驱动控制器770将这些温度记录在存储器中(未示出)。这些温度以及bcm128被保持为这些温度的时间长度被记录，以提供bcm已经暴露在的消毒处理的历史。

3.3伏休眠信号也被施加到传感器704的引脚，该引脚通过电阻器708和二极管710与电阻器706相连。存在于电阻器708和二极管710的连接点处的信号是总的唤醒(wake_up)信号。如下文所讨论的，wake_up信号也被设定低电平有效。二极管712的阳极连接到电阻器708和710的连接点。二极管712的阴极被连接到bcm触针，经由该bcm触针通信电路730输出功率信号到工具单元微控制器909。在图51中，该触针350也称为dev_pwr引脚。

唤醒电路702还包括到与工具单元绕组954相连的每个触针350的接线。在图51中，到仅仅单一绕组的接线，wndgx接线被示出。唤醒电路702包括被连接到这些触针350中的每个的电阻器714。存在于电阻器714的与wndgx接线隔开的端部处的信号是bcm_chrg数字信号。三个bcm_chrg信号被输出到驱动控制器770。

现在参考图52描述的通信电路730提供电力到下文描述的位于工具单元124内部的微控制器911和存储器912。该电力被从电压调节器732提供。一个这样的电压调节器是可以从凌力尔特公司获得的lt3050电压调节器。5伏数字信号被施加到电压调节器732。电压调节器732选择性地输出3.3伏信号，dev_pwr信号，到触针350中的其中一个上。也就是说，电压通过工具单元插座插针894输出到位于工具单元124内部的柔性电路912上的电源总线(工具单元电源总线未示出)。该触针350是与唤醒电路702的二极管712相连的触针。当驱动控制器插入tu_enb信号以启用工具单元124时，电压调节器732输出该电源信号。

第二触针350还连接到通信电路730。数据(dev_com)信号通过这种触针350被发送和接收来回于bcm128。这些信号是bcm128与工具单元128和充电器两者交换的信号。该触针连接到具有施密特(schmitt)触发器的逆变器734的输入端。来自逆变器734的输出信号是由bcm接收的信号的串行位流。这些信号是作为com_rcv信号提供给驱动控制器的输入数据和指令。

电阻器736被连接在dev_com信号触头350和地面之间。另外连接在触头350和地面之间的是n通道mosfet740。由驱动控制器770输出的com_xmt信号被选择性地施加到mosfet740的栅极。电阻器742连接在mosfet740的栅极和地面之间。未示出的是位于充电器和工具单元两者内部的上拉电阻器。数字逻辑电压，通常3.3伏信号被施加到这些上拉电阻器。驱动控制器770通过选择性地设定com_xmt信号有效而发送数据信号到所附接的工具单元124或充电器。当com_xmt信号处于高电平状态时，mosfet740被开启。这将存在于工具单元128或充电器上拉电阻器的自由端的信号拉到地面。因此，该上拉电阻器的信号电平的变化是由要么工具单元微控制器909要么充电器接收的信号。

bcm128的其余触针350也可以被视为通信电路730的部分。具体地说，该触针用来建立从地面到工具单元124的连接和工具单元控制器530的接地。

bcm指示器750包括两个led752和766，参见图53。led752和766两者的阴极连接到位于bcm内部的能够导致led发射光的电压源的其中一个。led752的阴极通过电阻器754和n通道场效应晶体管(fet)756接地。由驱动控制器770选择性地设定有效的led_1信号被施加到fet756的栅极。另外连接到fet756的栅极的是电阻器757。led752发射绿光。

led766发射黄光。led766的阴极通过电阻器768和n通道fet769接地。由驱动控制器770选择性地设定有效的led_2信号被施加到fet769的栅极。电阻器772被连接在fet769的栅极和地面之间。

由两个led发射的光被施加到光管157(图66)，其露出的近侧面安装在近侧外壳132的端板140中的透明窗中。

工具单元控制器530包含用于监控电池单元38上的电压的电路。当工具单元124附接至bcm并且所监控的电压等于或高于一水平(在该水平bcm可以提供具有足够电流和电压的激励信号到工具单元)时，驱动控制器770设定led_1信号有效。这导致发射绿光的led752的开启。

如果检测到的电压电平下降到的水平接近bcm可以以其提供适当的电流和电压到工具单元的水平，则工具单元控制器770否定led_1信号的有效设定。led_2信号被设定有效。所得到的由led766发射的黄光提供指示给从业者：存储在bcm中的电荷可能不足以充分地给工具单元124供电。

驱动控制器770是用于调节工具单元动力产生单元950的操作的任何合适的处理器，并执行所描述的辅助功能。一个这样的控制器是可从德国慕尼黑的英飞凌科技(infineontechnology)公司获得的微控制器的xmc4504f100系列。这种特殊的微控制器具有带1024kb的闪存的32位处理器芯。

用于无线接收从工具组件120远程的装置发射的信号的接收器780也可以集成于工具单元控制器530。下面讨论接收器780的功能。

c.工具单元

现在参考图53-55开始描述本发明的电动手术工具组件120的工具单元124。工具单元124包括安置在一个主管940中的端盖850。头部盖941设置在主管940上。总的来说，端盖850、外壳940和头部盖941形成工具单元124的壳体。设置在端盖850内部的是插座插针894和902。插座插针894和902是bcm触针350安置在其中以在工具单元124和bcm128之间建立电连接的插针。存储器910也设置在端盖850中。存储器910存储描述工具单元124的各个操作特性的数据。工具单元动力产生单元950设置在外壳940中。如仅在图17中所见，先前描述的头部16附接至外壳940的远端。此外，头部将能量施加器17(这里为矢状锯片)可拆卸地保持到工具单元124，以便能量施加器可以由工具单元致动。

从图56和57可以看出，端盖850具有管状脚部852。脚部852形成为具有从脚部的外表面向内延伸的三个槽口。每个槽口从脚部852的近端向前向远侧延伸。第一槽口，槽口854，在形状上大致呈矩形。当工具单元124安置在bcm孔214中时，bcm肋217安置在槽口854中。因此，如果槽口854不存在，安装在bcm孔214中的工具单元124不会被意外地按压在bcm触针390上。

另外两个槽口是槽口856，一个槽口856在图56中完全可见。每个槽口856具有宽的近端并且沿着脚部向远侧向内成锥形。在槽口856的远端近侧的短距离，各槽口具有从槽口856的纵向轴线横向延伸的伸出部858。槽口伸出部858被定尺寸以接收与释放杆412一体的销420。脚部852进一步形成为限定凹口860。

两条腿部864从脚部852向远侧延伸。腿部864具有弧形的外表面(未标识)。更具体地说，端盖850成形为使得腿部864的外表面限定直径小于由脚部852的外表面所限定的圆的直径的圆。盖850进一步成形为使得腿部864支撑大致圆柱形的头部866。头部866具有直径基本与由腿部864的外表面限定的圆的直径相同的外周。颈部868从头部866的指向近侧的表面向后向近侧延伸。颈部868在形状上为圆柱形，并具有使得颈部从环绕腿部864的内表面径向向内间隔开的外径。盖850进一步成形为使得颈部868的近侧面位于盖脚部852的远端的前方远侧。

端盖850进一步形成为使得头部866和颈部868具有许多孔。孔870轴向延伸通过颈部868的整个长度。孔870开口至进入形成于头部866的近侧部分的孔872中。孔870和872是同轴的。孔872在直径上大于孔870。孔872通向在头部866的指向远侧的表面开口的孔874。孔874与孔872同轴，并且在直径上大于孔872。头部866进一步形成为具有从该头部的近侧面向前延伸和从该头部的外表面向内延伸的凹口876。凹口876对着头部866的外周大约120°的角度。仅在图56中可见的三个孔878从凹口876的指向近侧的表面向远侧延伸。孔878集中在单一圆上并且与穿过端盖850的从近侧到远侧的纵向轴线平行。每个孔878开口到头部内部的位于孔872和孔874之间的环形台阶中。

现在参考图58描述的插座880设置在位于端盖脚部852内部的空隙空间中。插座880由能够承受高压灭菌器消毒的作用的电绝缘材料形成。这种材料包括形成外壳132和162的材料。插座880大致为圆柱形，并且被定尺寸，以压配合在端盖脚部852中。插座880形成为在近端具有径向突出的突部882。翼片882安置在脚部凹口860中，以防止插座880旋转。

该插座进一步形成为具有两个从插座的远侧面向前延伸的圆柱形指杆884。指杆884被设置在插座的一侧并且与穿过插座的从近侧到远侧的纵向轴线平行。

插座880形成为具有在插座的相反的近侧和远侧面之间延伸的多个纵向延伸孔。一个孔，孔888，与穿过插座的纵向轴线是同心的。插座880具有另外的六个孔，孔890。孔890布置于在孔888和插座的外周之间延伸的圆上。孔890布置成使得存在被间隔开以便在两个相邻孔之间具有相对较短的角距离的三个孔的一个集群。还存在被间隔开以便在相邻孔之间具有更大的角距离的三个孔的第二集群。

在图55中均可见的导电插座插针894或导电插座插针902安置在插座孔890的每一个中。插座插针894具有管状头部896。插针头部896被成形为接收在释放压配合bcm触针350中。实心杆898从每个插针头部896的远端向前延伸。每个插座插针902具有与插针头部896相同的头部904。杆906从每个插针头部904的远端向前延伸。杆906在横截面上为u形。

在工具单元124组装之后，插针头部896和904压配合在插座孔890中。插针头部904安置在相邻孔之间的角距离相对较大的孔896中。形成工具单元124的部件进一步成形为使得插针杆898从插座880向前延伸相对较短的距离。插针杆906从插座880向前向远侧延伸更远的距离。

如图59所示，存储器910附接至柔性电路912。柔性电路912被成形为具有一组翼件。一个翼件，翼件914成形为坐靠在插座880的指向远侧的表面上。虽然没有标识，但是翼件914形成为具有孔，该孔被成形为接收插座指杆884。因此，插座指杆884将柔性电路914保持到插座上。还应该理解的是，柔性电路翼件914设置在与插座插针894一体的杆898上。

柔性电路912具有三个附加翼件916，918和920。翼件916、918和920从翼件914向前延伸。存储器910安装到翼件916上。安装到翼件918上的是微控制器909。尽管未示出，微控制器909被连接到存储器910。尽管未示出，但是微控制器909被连接到存储器910。微控制器909是如下装置，该装置响应来自bcm工具控制器530的指令而从与微控制器909相连的存储器910读取数据和将数据写入到存储器910。尽管没有标识，但是应该理解，其它部件被安装到柔性电路912上。这些部件包括保护微控制器909和存储器免受静电放电的部件。这些部件的其中一个也是连接到bcm通信电路730的上拉电阻器。

未示出的是形成在柔性电路上的导电垫，插针杆898与该导电垫形成连接。这些垫通常位于柔性电路翼件914上。还未示出的是形成在柔性电路912上的导体，该导体与导电垫以及与柔性电路上的部件建立各种连接。

从图53和54可以看出，工具单元壳体主管940在形状上为大致管状。与形成工具单元124的所有外露部件一样，外壳940能够承受工具单元124可以经受的高压灭菌器消毒以及其它消毒处理的作用。此外，外壳124或其至少一部分由如下材料形成：由传感器594监控的信号能够穿过该材料，而不失真或衰减到不利地影响传感器594的操作的水平。这里，“不利地影响”意味着传感器594输出与所发射能量的特征有关的传感器信号的能力受到损害。在所描述的实施方式中，由电动机转子磁铁968发射的磁场是要感测的由工具单元124发射的信号。因此，在本发明的一个形式中，外壳940由非磁性材料形成。一种这样的材料是不锈钢。作为选择，主管940可由塑料或陶瓷形成。

主管940的近端是开口的。外壳的近端的内径被设计为紧密地接收端盖850的腿部864和头部866。主管940的远端形成为具有一对向内形成台阶的部分，未标识。

远侧盖941形成为具有圆柱形基部942。基部942成形为安装在主管940的向内形成台阶的部分上。基部942的前方，远端盖941具有颈部944。颈部944的直径比外壳940主体的直径小。两个槽口946，一个被示出，形成在颈部944的外表面上。槽口946接收与头部16一体的互补紧固特征件。这些紧固特征件便于头部16可拆卸地附接至外壳940。

当工具单元124被组装时，紧固环947被压过的主管940的台阶部分。远侧盖基部942被旋拧在远侧盖基部942上。未标识的是远侧盖基部的内表面周围的螺纹和环947的外表面周围的互补螺纹。还未标识的是延伸穿过主管940、盖基部942和盖颈部944的轴向对准的孔。

电动机950，工具单元动力产生单元，是无刷直流电动机。电动机950包括定子952和转子或轴966。从图60可以看出，定子的形成三个绕组954(一个被标识)的导线缠绕在管状芯956的周围。叠片958设置在绕组954上。两根引线955从每个绕组954延伸。在图60中，为了便于说明，仅有五根引线955。来自三个绕组中的每一个的一根引线955被连接到来自其它绕组954的其它两根引线，从而各绕组共同形成y型绕组。每个绕组954的自由引线955被连接到单独一个插座插针902的杆906(连接未示出)。

在图54中，可以看出，定子952设置在电绝缘套筒960中。套筒960紧密地配合在外壳940的主孔中。

在本发明的所描绘的形式中，电动机转子966是空心的。腔(未标识)在转子966的近端和远端之间延伸。设置在转子966的腔中的管967静态地安装在工具单元壳体上。管967具有设置在插座孔888中的近侧部分，未标识。管967向远侧延伸到位于远侧盖基部942内部的孔中。

四个磁铁968(仅两个磁铁可见)设置在转子966的安置在定子952中的部分上。套筒970将磁铁968保持到转子966上。轴承组件972将转子966的近端可旋转地保持在端盖孔872中。轴承组件976将转子966的远侧部分可旋转地保持到工具单元壳体主管940的最远侧带台阶部分。

未标识且不是本发明的一部分的是附接至转子966的远端的部件。这些部件将转子966的旋转运动传送到工具单元头部17。

d.操作

现在参考图62a至62d的流程图说明本发明的电动手术工具组件120的操作。首先，如步骤1002所示，电池和控制模块128处于休眠状态。当bcm128处于休眠状态时，驱动控制器770不将导致可以被选择性地开启的任何电源开启的任何信号设定有效，由电源输出的仅有信号是由3.3伏电源输出的3.3伏休眠信号。

对于bcm128的这种操作状态还应该假定开关手指片448完全缩回，以便坐靠在叉444上。当开关被如此设定时，梁472的近端安置在远侧外壳凹口184中。梁472安置在凹口184中防止了开关朝外壳外罩166向下枢转。当开关处于这种状态时，“o”标记480通过窗口457是可见的。如果工具单元124被结合到bcm128上，这将作为组件120不能被致动的指示。

当bcm处于休眠状态时，实质上存在两种活动。一种活动是由温度传感器704监控环境温度。第二种活动是由驱动控制器770监控wake_up和wake_temp信号。这意味这当bcm处于休眠状态时，从电池单元38消耗相对小的电流。这意味着一旦电池单元38被完全充电时，bcm可以留在架子上至少3个月并且优选至少6个月的时间，而很少关注一直存在的部件消耗的电流将耗尽电池到使得bcm不能驱动附接至bcm的工具单元124的水平。

当bcm128处于休眠状态时，mosfet622和623被关断。这减少了经总线624的信号输出所引起的电荷的损失。mosfet622和623的关断也防止了电池单元38的意外充电。

步骤1004表示由温度传感器704确定周围温度已经超过设定的跳闸温度水平。该情况导致温度传感器704将施加了3.3伏休眠信号的传感器输入引脚接地。因此连接到该引脚的总线上的电压被拉低。该总线上的信号用作wake_up和wake_temp信号两者。因此，被设定低电平有效的这两种信号被施加到驱动控制器770。

响应驱动控制器770接收wake_up和wake_temp两种信号，该控制器识别到bcm最有可能被消毒。因此，bcm进入数据记录状态，由步骤1006表示。在数据记录状态，驱动控制器设定3.3_wake信号有效。mosfet538得到的开启导致驱动控制器770正被提供足够的电流，从而该驱动控制器可以记录关于bcm处于高于触发水平的温度时的时间的数据。作为该数据记录的一部分，驱动控制器770也可以记录标识bcm128的温度的数据。这些数据基于表示由温度传感器704提供的这些温度的信号。这些数据可用于由负责维护bcm的人日后查看。这些数据被用于确定是否bcm经受适当的消毒过程。

消毒后，bcm128被返回到大约22℃的室温环境。最终bcm的温度下降到该环境的温度。一旦bcm温度下降到低于返回温度水平的水平，温度传感器704将打开3.3伏休眠信号被设定到其上的引脚和地面之间的连接(步骤未示出)。这导致bcm返回到休眠状态。这导致3.3_wake信号的“非”操作。

周期性地，要么bcm128被附接至充电器，要么工具单元124被安装至bcm。在任一种情况下，bcm触针350安置在bcm所附接的装置的互补插座插针中。鉴于bcm的结构，应该认识到，触针350能够相对于bcm壳体稍微移动。作为这种触针到插座中的结合过程的一部分，触针350如此移动的能力减小了该触针所暴露的机械应力。这种应力的减小导致该应力可导致针弯曲或破损的程度同样减小。

步骤1008表示由驱动控制器770评估关于bcm是否附接至工具单元或充电器。应该理解，步骤1008是在步骤1004的温度触发水平被超过的确定期间所执行的评估过程的一部分。

当要么bcm128被安置在充电器上要么工具单元124被安置在bcm中时，充电器的壳体或工具单元坐靠在位于bcm孔214内部的肋216上。这确保孔214中的装置物理上静止保持在孔内，同时最大限度地减小了从所附接装置分离bcm128所需的体力大小。

虽然没有说明，但应该理解的是，bcm128所附接的充电器相对于电阻器708具有低电阻。还应该理解的是，充电器从连接到与mosfet628和630相连的触针350的充电器插座插针提供低电平电流。在工具单元128内部，在dev_pwr信号所施加的插座插针894与地面之间存在类似的低电阻路径。

只要bcm128未连接至充电器或工具单元124，被施加到电阻器708与二极管710和712的连接点的3.3伏休眠信号保持在或接近这个电平。

由于上述理由，当bcm128被连接到充电器或工具单元124时，接地的低电阻路径被建立在电阻器708与二极管710和712的连接点之间。这使得该连接点处的信号落到地面。这个信号是低电平有效的wake_up信号。这时二极管710防止存在于温度传感器704和电阻器706的连接点处的信号同样落到地面。因此，当bcm处于这种状态下时，唤醒电路702并没有将wake_up信号设定为低电平。因此，步骤1008中的驱动控制器770将收到wake_up信号没有同时收到wake_temp信号解释为表明bcm128附接至充电器或工具单元128任一者的迹象。

在步骤1010，驱动控制器770然后确定是否bcm被连接到充电器或工具单元124。这个评估是通过监控bcm_chrg信号的状态进行的。如果bcm附接至充电器，则低电平1充电电流将存在于该电流所施加的触针350上。这些电流被施加到电阻器714。因此，这些电流作为高电平有效的bcm_chrg信号出现。与此相反，当bcm附接至工具单元124时，bcm最初不提供电流到这些触针350。因此，当紧接wake_up信号被设定有效之后工具单元124附接至bcm128时，bcm_chrg信号不存在。因此，驱动控制器770基于bcm_chrg信号是否被设定有效而对步骤1010进行确定。

少于被设定有效的所有bcm_chrg信号的故障状态对本发明的主要操作不重要。当诸如此类的信号指示故障时bcm128的操作因此仅最低限度地被描述。

如果bcm附接至充电器时，则bcm进入由步骤1012所表示的预充电状态。当处于充电状态时，驱动控制器设定3.3_wake信号和5v_enb信号、c/d_enb信号和chrg_enb信号有效。3.3_wake信号的有效设定导致电源534输出3.3伏模拟信号。5v_enb信号的有效设定导致电源548输出5伏模拟信号。

当处于预充电状态时，驱动控制器770确定是否bcm128能够接受来自该bcm所附接的充电器的电荷，步骤1014。这种评估可以包括在工具控制器530的部件上运行一些检查。这种评估还可以涉及数据信号与充电器的交换，以确保充电器可进行给bcm充电。由于这些评估不是本发明的一部分，所以不对这些评估进一步讨论。如果确定bcm不能被充电，则bcm进入故障状态，步骤1016。

如果bcm128能够被充电，则bcm进入充电状态，步骤1018。bcm通过输出方波到倍压器642以及c/d_enb和chrg_enb信号的有效设定而进入充电状态。该方波的输出导致倍压器输出具有足够高电势的信号，以开启mosfet622、623和628。c/d_enb信号被设定低电平有效。因此，c/d_enb信号的有效设定导致关断mosfet646。mosfet646的关断导致输出信号从倍压器被施加到mosfet622和623的栅极和mosfet650的源极。mosfet622和623的开启导致电池的bat+端子连接到总线624。

被有效设定的chrg_enb信号被施加到mosfet654的栅极。这导致关断mosfet654。因此，存在于mosfet650的栅极的信号被拉到地面。这导致开启mosfet650。这导致来自倍压器642的高电位信号被施加到与mosfet650的漏极相连的mosfet628的栅极。这导致开启mosfet628。该mosfet628的开启建立从与mosfet628相连的触针350到电池单元38的正极端子的低电阻路径。这是充电电流经由其提供给电池的路径。

在不存在mosfet650被开启的情况下，仍然会有电流流过mosfet628到电池单元38。该电流流过mosfet628的体二极管。这是因为虽然在附图中未示出，但是可以理解的是，mosfet628布置为使得它们的体二极管在电阻器631和电阻器626之间被正向偏置。然而，这些体二极管上存在大约0.7伏的压降。其中一个mosfet628的开启导致具有更低压降的导电路径被建立在其中一个触针350与电池单元38之间。这导致电池更有效的充电。

还存在通过二极管632从充电器到电池的电流。在电池完全放电的情况下二极管632被提供。如果bcm128处于这种状态下，可以理解的是，工具控制器530不起作用。而在流程图中未示出，但是应该理解的是，当bcm128处于这种状态并且附接至充电器时，将存在至少一些电流流过二极管632。这个电流流过mosfet623的体二极管。该电流然后可以用来激励3.3伏电源534(从mosfet623到电源534的连接未示出)。通过电源534随后输出的3.3伏休眠信号激活驱动控制器770。然后，工具单元控制器530使bcm128从休眠状态循环到控制器识别到的bcm被附接至充电器的状态。

chr_enb信号也被施加到电平转换器636。chr_enb信号施加到电平转换器636会禁用该转换器。这确保了，在充电过程中错误信号不会被施加到其中一个mosfet630的栅极。如果这种情况发生，电池单元38会被接地。

虽然bcm128处于充电状态，但是驱动控制器770连续监控工具单元控制器530的其它部件，以确定是否bcm附接至充电器530，步骤1020。这种监控可以通过监控充电电流所提供的触针350来执行，以确定是否bcm_chrg信号改变状态。具体地说，从充电器分离bcm128导致bcm_chrg信号转变到低电平状态。作为选择，电压调节器532所附接的触针732上的信号可以被驱动。因此，从充电器移除bcm128会导致被设定为低电平有效的wake_up信号转变到高电平状态。

一旦在步骤1020中确定bcm128被从充电器撤离，驱动控制器770就使bcm返回到休眠状态。这导致被确定有效以将bcm置于充电状态的信号的“非”操作。

返回到步骤1010，应该理解，当工具单元124被附接至bcm128时，用于获得bcm_chrg信号的触针350上将没有信号。然后，驱动控制器770将bcm128(此时整个的工具组件120)置于工具附接状态，步骤1026。驱动控制器770通过设定3.3_wake和5v_enb信号有效而将组件120置于工具附接状态。

tu_enb信号对电压调节器732被设定为有效。tu_enb信号的有效设定导致电压调节器732提供dev_pwr信号到工具单元微控制器909(步骤未示出)。在步骤1028中，bcm驱动控制器770与工具单元124交换数据。这包括读取工具单元存储器910中的数据。作为此步骤的一部分，驱动控制器770可以将数据写入到存储器910。这些数据包括记录到工具单元存储器910中的数据，连接的日期/时间和对于所附接的bcm128特定的标识数据。

驱动控制器770然后确定bcm是否能够激励工具单元124，步骤1030。一个或多个评估在步骤1030中被执行。这些评估包括：确定是否工具单元提供了正确的授权码；确定是否工具单元提供表示它被消过毒的数据；或确定工具单元还没有表示该单元本身处于故障状态的存储数据。如果在步骤1030中，驱动控制器770确定bcm128不能激励工具单元124，则驱动控制器将组件120置于故障状态，步骤1032。驱动控制器770可以通过使一个或多个led752和766快速循环开和关来通知从业者：组件120处于故障状态(步骤未示出)。

如果在步骤1030中确定bcm128能够激励工具单元124，则驱动控制器770将组件120置于就绪状态，步骤1036。具体地说，此时trg_enb信号被设定为有效。trg_enb信号的有效设定导致开启mosfet562。3.3伏模拟信号被施加到传感器566。然后，传感器566能够产生与触发器440的位移有关的可变的信号。

从业者通过使触发梁472和手指片488从叉444伸出而完成准备好组件供使用的处理。这将梁472的近端从远端外壳162内部的凹口184移出来。一个或两个“|”标记478和482于是应该是可见的。从业者然后通过按下手指片488而自由地开启组件1030。

步骤1038表示确定从业者是否已致动组件120。该确定通过监控ana_trg信号来进行。具体地说，触发器440由从业者向下压低改变了磁铁490和传感器566之间的距离。这导致了ana_trg信号的电压的变化。

一旦ana_trg信号的改变位于滞后水平以上，工具单元控制器530就激励工具单元动力产生单元950，步骤1040。首先，在步骤1040，驱动控制器致动倍压器642并且设定c/d_enb信号有效。这导致开启mosfet的电压施加到mosfet622和623的栅极。

mtr_sns_enb信号也被设定有效。这将导致通过mosfet592施加3.3伏模拟信号到传感器954。

此外，在步骤1042中，bcm128提供激励信号到工具单元动力产生单元950。由于这种特殊的动力产生单元950是无刷直流电动机，所以步骤1042涉及将电动机绕组954选择性地连接到电池单元38的bat+或bat-端子的任一者。这一过程通过选择性地开启和关断mosfet628和630来执行。因此，驱动控制器770设定d_cntrl信号到电平转换器636的适当顺序。电平转换器636和栅极驱动器638共同设定到mosfet628和630的栅极的信号的有效性，以确保适当施加换向电流到电动机绕组954。

驱动控制器770施加作为电动机转子966的旋转位置的函数的换向电流到绕组954。驱动控制器770与来自传感器594的输出信号有关地确定转子位置。具体地说，每个传感器954与由传感器感测到的磁场强度有关地输出其传感器信号。更具体地说，这些是由转子磁铁968发射的磁场。图63是三个tu_snsx信号，用于转子966的完整的360°磁旋转的信号1044a、1044b和1044c的图。每个信号1044a、1044b和1044c大致是正弦曲线。由于传感器594相对于电动机转子966的定位，每个信号实际上与相邻信号有60°的相位差。

在步骤1040中，驱动控制器770，在任意给定时刻，利用传感器信号1044a、1044b或1044c中的单独一个的线性段作为表示转子旋转位置的信号。在图63中，每个信号的两个粗体相位是信号的线性部分。这是因为当传感器信号处于信号的线性相位中的一个时，该信号与该转子的旋转位置高度关联。一旦传感器信号中的一个离开它的线性相位，可以看出由相邻信号中的一个输出的信号就将进入它的线性相位。因此，此时驱动控制器770基于该第二传感器信号1044a、1044b或1044c确定转子旋转位置。三个传感器594被使用，这是因为在转子的磁旋转的180°上，每个传感器提供与转子旋转60°的转子位置高度关联的信号。在本发明所描述的形式中，电动机950具有四个磁铁966，并且是两极双转子。因此，磁旋转360°对应于物理旋转180°。因此，对于转子966的每360°物理旋转而言，来自每个传感器594的信号被用在该360°的四个不同相位中，以确定转子旋转位置。

相应地，基于传感器信号1044a、1044b和1044c的顺序，驱动控制器770确定电动机转子966的旋转位置。基于转子位置，换向电流被提供至和返流自适当的一组绕组。应该理解的是，在本发明的一些形式中，工具单元控制器530，当提供换向电流时，可以提供电流到绕组中的两个。这将导致mosfet628中的两个被同时开启。换向电流被返流自剩余绕组954(电流没有被返流到其上的绕组)中的至少一个。

换向电流被施加的频率以及换向电流被施加的占空比是从业者致动开关440的进一步的程度。因此，工具单元控制器530除了控制动力产生单元950的开/关状态之外还能够控制操作的速率，这里是电动机速度。该速度基于来自传感器566的ana_trg信号的水平而被设定。

工具单元控制器530部分地基于从工具单元存储器910读取的数据而提供激励信号到动力产生单元950。例如，这些数据可以包括用于基于各个磁铁966的特性确定转子旋转位置的校准数据。这些数据可以表示应该被施加到绕组的最大电流和应该被允许跨越绕组开发的最大电压。这些数据还可以表示对于给定的电动机速度而言电动机应该被允许开发的最大转矩(相当于电流消耗)。驱动控制器770使用这些数据以及表示绕组电流消耗的wndgx_i信号和表示绕组电压的wndgx_v信号来进一步调节激励信号到电动机950的提供。

只要触发器440被压下(图62d的开关释放步骤1048)，bcm128就提供激励信号(这里为换向电流)到工具单元动力产生单元。一旦组件120的使用不再被需要，从业者就释放施加在触发开关440上的力。弹簧496使开关返回到磁铁490与传感器566间隔开最远的关断位置。一旦工具控制器770确定ana_trg信号已经返回到关断状态的信号电平，则控制器对c/d_enb和d_cntr信号的施加进行“非”操作。因此，换向电流到绕组的施加被终止，步骤1050。

如步骤1052所示，工具单元控制器530还确定是否该工具单元已从电动机分离。这种评估可以监控bcm驱动控制器770和工具单元微控制器909之间的通讯。这是因为，虽然未作为明确的步骤被示出，但是驱动控制器770可以重复地发送用于请求微控制器909发送确认的询问到微控制器909。如果这些确认在所定义的一段时间(例如通常少于2秒的时间)没有被接收到，则驱动控制器770假定工具单元已被从bcm移除。作为选择，使用未示出的电路部件，驱动控制器770监控由工具单元部件在连接到这些部件的电力线上消耗的电流。该电流消耗的下降由驱动控制器770在步骤1052中解释工具单元已经从bcm128分离。

不管测试的类型如何，一旦驱动控制器770确定工具单元已经被分离，驱动控制器就使bcm返回到休眠状态。作为该转变的一部分，被设定有效以将驱动控制器770中的组件置于就绪状态的信号被进行“非”操作。

本发明的组件120具有小于0.6kg，更优选小于0.4kg的重量。在工具单元124的总长度的至少25％被包在bcm壳体中的情况下，该组件被设计为像铅笔或钢笔把持在单只手中。

本发明的组件120的特征在于，工具单元124(不包括能量施加器17)的总长度大致在10至15cm之间。组件120进一步设计成使得当工具单元124被安置在bcm128中时，其中一个电池单元38被设置在工具单元的长度为约2至7cm的近侧段上。由于单个部件的重量，工具组件120因而趋于具有位于从工具单元头部16的远端近侧约5至8cm并且更经常6至7cm处的重心。这意味着当使用该工具的从业者将工具把持在拇指和中指之间时，工具的重心往往离拇指和食指在该手上相接的地方大约6cm。因此，该工具的重量主要由该手的这部分承担。这用于降低施加在拇指和正在把持和操纵组件的手指上的人体工程学应力。

本发明另一个特征在于，h桥通过其提供电流到工具单元动力产生单元950以及从工具单元动力产生单元950返回电流的触针350是充电器通过其提供电流到电池单元38的触头。这消除了使本发明的bcm具有唯一目的在于接收充电电流的触头的需要。

ⅲ.第三实施方式

图64-66描绘了本发明的可选电池和控制模块1200的基本结构。电池和控制模块1200具有为手枪形的壳体或本体。因此，壳体包括大致形状的筒体1202。壳体具有从筒体向下延伸的握持部分1204。位于筒体1202内部的是外罩1256，工具单元，诸如工具单元124，可脱离地安置在该外罩中。用于激励工具单元124的可再充电的电池单元38设置在握持部分1204中。

电池和控制模块1202具有两个控制开关。两个开关都从壳体握持部分1204的指向远侧的部分向前延伸。第一开关，开关1210是切换开关。从业者设定开关1210的位置来控制所附接的工具单元的操作模式。第二开关，开关1212，位于开关1210的下方。开关1212是偏置开关。从业者选择性地移位开关1212以便控制工具单元动力产生单元的开/关状态和动力产生单元的操作速度。工具单元控制器1290设置在筒体1202和手柄1204中。工具单元控制器1290包括先前描述的传感器566、580和594。基于由传感器566、580和594输出的信号，工具单元控制器1290提供和返回电流于工具单元动力产生单元。

bcm1200的壳体由近侧外壳1220和远侧外壳1248形成。现在参考图67和68描述的近侧外壳1220包括大约四分之三的bcm筒体1202和大约二分之一手柄1204。近侧外壳1220具有形成筒体1202的近端的端板1222。端板1222形成有通孔1224。孔1224存在是因为可以附接至bcm1200的一种类型的工具单元是线材驱动器。正如其名字所暗示的，线材驱动器用来驱动、推进线材。该线材通过孔1224被馈送到线材驱动器的空心转子。未标识的是形成于形成有孔1224的端板1222中的台阶。

在近侧外壳1220的握持部分1204的端部，外壳具有基板1226。基板1226形成有突出肋1228和通孔1230。肋1228和孔1230被提供以便于减压阀154安置在基板1226中。两个肋1232从近侧外壳1220的相对内表面的每一个向内延伸。肋设置在外壳的限定筒体1202的底部的部分中。肋1232将工具单元控制器1290悬置在bcm1200内部的空隙空间中。

图69-72所示的远侧外壳1248成形为配合在近侧外壳1220的开口远端上。远侧外壳1248形成为具有形状是大致半圆形的基部1250。基部1250形成bcm手柄1204的前部。头部1252与基部1250的顶部一体地形成并且设置在该顶部上。头部1252形成bcm筒体1202的远侧部分。

外罩1256与远侧外壳1248一体地形成。外罩1256的主体是管状的。外壳1248形成为使得外罩1256从外壳的前面向内延伸，并从外壳的限定bcm壳体的外部的部分向内设置。外罩1256限定位于bcm1200内部的孔1257，工具单元被接收在该孔中。

在外罩1256近端具有圆盘形的端板1258。端板1258在结构上类似于bcm128的盘206。端板1258形成有用于接收触针350的开口1260(一个开口被标识)，触针350提供电连接到bcm1200所附接的工具单元和充电器。端板1258的指向近侧的表面设置有与盘206所形成的肋结构相同的肋结构(肋未标识)。当bcm被组装时，密封件360和盖370靠着板1258的近端被安装。密封件360和盖370在板1258和安置在该板中的触针350之间形成需要相对于周围环境密封bcm内部的空隙空间的屏障。为了便于说明，触针350、密封件360和盖370在描绘bcm1200的附图中均未示出。

端板1258进一步形成为具有从该板的指向近侧的表面向外延伸的凸台1262。凸台1262形成有轴向延伸穿过凸台并穿过该板的通孔。当bcm1200被组装时，凸台1262的指向近侧的表面抵接和被密封在近侧外壳1220的限定孔1224的端部的指向远侧的相邻表面上。这壳体建立了穿过壳体的通道，该通道与壳体中的可以用于将线材馈送到线材驱动器型工具单元中的空隙空间隔离开。

返回到图36，应该注意的是密封件360具有居中设置的通孔362。从图37可以理解，盖370具有相似的通孔372。通孔362和372被提供以便于分别围绕凸台1262安置密封件360和盖370。

远侧外壳1248进一步形成为具有一组位于内部的板，该板限定从外壳基部1250的指向远侧的表面向内延伸的凹槽1266。凹槽1266设置在离外壳头部1252下方短距离处。凹槽1266大致为截头椭圆形的形式，其中椭圆形的去顶弯曲端部不存在。在各图中被标识的唯一凹槽限定板是端板1268。端板1268限定凹槽1266的近端封闭端。

外壳头部1252形成为具有弧形凹槽1272。凹槽1272从头部1252的顶部向内延伸，并从头部的远侧面向内向近侧设置。凹槽1272是大致半圆形。然而，凹槽1272的端部彼此平行。另外，外壳1248成形为使得凹槽1272的平行端部具有从近侧到远侧的宽度，该宽度是凹槽的主弧形部分的较长宽度。

外壳1248形成凹槽1272的基部的板成形为限定矩形开口1274。开口1274通向具有外罩1256的空隙空间。两个通孔1276从头部1252的前表面向内延伸。每孔1276通向凹槽1276。应该理解，孔1276被设置在外壳头部1252的相反两侧。远侧外壳1248进一步形成为具有两个凹口1278。每个凹口1278从外壳1248的限定凹槽1276的近端的内部板向内延伸。穿过每个孔1276向近侧延伸的每个轴线与相邻凹口1278的基部相交。环1279(一个被示出)从限定凹槽1272的基部的板向外延伸。存在两个环1279。每个环1279设置在位于凹槽1272的端部的宽部中。

未标识的是位于远侧外壳1248内部的便于将工具单元控制器1290保持在外壳中的特征件。这些特征件中的一些类似于将机架242保持在bcm128中的特征件。

bcm1200的工具控制单元1290包括机架1292，两块电路板1310和1312附接至该机架。机架1292包括上框架1294和下框架1302。由于机架框架1294和1302在结构和功能上分别与机架框架246和296大致类似，所以将不对框架1294和1302进行详细描述。然而，应该注意的是，上框架1294形成有具有大致凹形表面的腹板1296。三个凹口1298(两个凹口被标识)形成在腹板中。凹口1298是传感器594设置在其中的空间。下框架1302形成为具有两个腿部1304。腿部1304从框架1302的侧梁垂直地向下延伸。腿部1304形成有彼此面对的相对凹口1306(一个凹口被标识)。

电路板1310被夹在上框架1294和下框架1302之间。电路板1310以相同的电路板244被保持在框架246和296之间的相同的一般方式在框架1294和1302之间被保持在位。电路板1312经由与下框架1302一体的腿部1304被保持在位。更具体地说，电路板1312的顶部至底部的相反侧边缘设置在位于腿部1304内部的凹口1306内。

当bcm1200被组装时，机架被定位成使得机架1292的主要部分和所附接的电路板1312位于壳体空隙空间的筒体部分中。更具体地说，机架被定位成使得传感器支撑腹板1296位于外罩1256的下方。机架1292被进一步定位成使得电路板1312位于外壳板1268的紧近侧。

开关传感器566和580安装到电路板1312上。传感器566被定位成这两个传感器中的更靠近开关1212的传感器。传感器580是这两个传感器中的更靠近开关1210的传感器。

设置在电路板1312上的是工具单元控制器1290，其响应由传感器566、580和594发射的信号而选择性地施加激励信号到工具单元动力产生单元。这些激励信号是向外提供并返回触针中的信号(电流)。由于这些部件与工具单元控制器530的部件大致相同，所以不对它们重新描述。

从图75、75a和76可以看出，开关1210和1212设置在壳体1340中。壳体1340由单块可消毒塑料形成。壳体1340具有前板1341。板1341被定尺寸以安置在外壳凹槽1266的开口端。管1342从板1341向近侧延伸。面板1344延伸越过管1342的近端。柱1346从面板1344的指向远侧的表面向内延伸到管中。在柱1346的下方，面板1344具有通孔1348。

开关壳体1340具有头部1350。头部1350背离板1341的指向近侧的表面延伸。壳体形成为使得头部1350设置在管1342的上方。头部1350形成为具有从柱1344的顶面向下延伸的开口1352。开口1352在垂直于穿过该开口的上下轴线的平面内的横截面中大致是扁平圆的形状。开口1352向壳体1340的指向远侧的表面开口。壳体1340进一步形成为具有从开口1352向外延伸的三个凹槽1354。

壳体1340进一步形成为使得台阶1355延伸到开口1352中并且沿圆周围绕开口1352。在管1342和台阶1355的底端之间存在空间。壳体1340被定尺寸以安置在远侧外壳凹槽1266中。

从图77可以看出，开关1210包括头部1358。头部1358被定尺寸以安置在开关壳体1340中的开口1352中。头部1358被定尺寸以具有限定矩形中心开口1360的中心框架状结构(未标识)。弧形耳部1362从中心结构的相对端向外延伸。耳部1362具有横截面为大致圆形的凸块1364。多个突部从头部1358向下突出。这些突部被定尺寸以安置在壳体中由台阶1355限定的圆形开口中。这些突部具有大致呈弧形的外表面。突部中的两个，图77中的突部1366是静止不动的。在每个突部1366之间的弧形空间中具有突部1368，一个在图77中示出。突部1368比突部1366具有更大的柔性。每个突部1368在自由端具有指向外的脚部1370。开关1210通过将头部1358卡扣配合在开口1352中使得突部脚部1370卡扣到台阶1355下方的空间中而安装到壳体1340中。

杆1372从头部1358向前向远侧突出。突部1374从杆1372的端部向上突出。

磁铁1362安装在位于开关头部1358内部的开口1360中。通过旋转开关使得凸块1364安置在开关壳体1340中的其中一个凹槽1354中而设定开关1210的位置。互补传感器，传感器580，输出具有脉冲宽度、占空比的pwm_trg信号，该信号随着磁铁1362关于传感器的取向而改变。

图78中所示的开关1212包括大致圆柱形的筒体1378。凸台1380从筒体1378的近端向外延伸。凸台1380形成有端部封闭的孔，未标识。筒体1378形成为具有纵向延伸穿过筒体的孔1382。凸台1380和孔1382都居中位于与穿过筒体1378的纵向中心轴线平行并从该纵向中心轴线偏移的纵向轴线上。筒体1378的外表面形成有从筒体的弯曲外表面向外和向内延伸的特征，未标识。这些特征与开关组件壳体140的互补特征协作，以便于将筒体安置在壳体管1342中。更具体地说，壳体1342和开关筒体1378具有将筒体保持在管1342中以便筒体能够在管中纵向移动同时防止筒体旋转的互补特征。

开关筒体1378的远端在壳体前板1341的前方延伸。手指片1384延伸越过筒体的远端。

作为组装bcm1200的过程的一部分，磁铁1386被安置在开关凸台1380内部的孔中。如图75a所示，弹簧1388设置在筒体孔1382中。弹簧1388围绕销1346被设置。弹簧1388的近端坐靠在开关壳体面板1344的指向远侧的表面上。弹簧的远端设置成靠在筒体内部的限定孔1382的远端的表面上。因此，弹簧1388施加如下力，即，该力通常将开关1212定位成使得该开关通常背离壳体面板1344向远侧间隔开。开关121的由弹簧1388施加的力可以利用手指力来克服。

开关1212安装到bcm1200的其余部分，使得磁铁1386与传感器566相邻。因此，由传感器566输出的ana_trg信号表示了触发开关1212已经向内压下的程度。

闩锁组件1390(其部件被标识在图65和79中)将工具单元124可脱离地保持在外罩孔1257中。实际上存在两个闩锁组件1390，在bcm1200的每一侧有一个闩锁组件。闩锁组件1390被同时致动以便使工具单元124从bcm1200分离。

每个闩锁组件1390包括闩锁1391。闩锁1391被设计成安置在与bcm壳体一体的凹槽1272中。每个闩锁1391包括大致矩形的翼片1392。每个翼片1392被定尺寸以安置在凹槽1272的相对较宽端部的其中一个中。每个翼片1392形成为具有从翼片的内表面向内延伸的十字形凸台1393。

弧形臂1394从闩锁翼片1392向上延伸。臂1394被定尺寸以安装在外壳凹槽1272的弯曲部分中。臂1394形成为具有跨越臂延伸的肋1396。肋1396设置在离翼片1392上方短距离处。肋1396成形为具有从近侧向远侧延伸穿过该肋的孔1397。每个臂1394进一步形成为在与翼片1392隔开的端部具有指向下的指状部1398。闩锁1391成形为使得每个臂指状部1398安置在进入外罩孔1257的bcm壳体开口1274中并延伸穿过bcm壳体开口1274的二分之一。

当bcm1200被组装时，闩锁1391被安置在远侧外壳凹槽1272中。在bcm壳体的每一侧，销1402延伸穿过壳体孔1276、位于闩锁1391内部的孔1397和相邻外壳凹口1278。因此，销1402将每个闩锁1391枢转地保持到bcm壳体。弹簧1404在bcm壳体和每个闩锁1391之间延伸。具体地说，弹簧1404的一端安置在从壳体的形成凹槽1272的基部的表面向上延伸的环1279中。弹簧的相反端部安置在闩锁凸台1393上。因此，每个弹簧1404通常将相关联闩锁1391保持在锁定状态。锁定状态是闩锁指状部突出到外罩孔1257中的状态。

图80示出了与bcm1200一起使用的工具单元124的主管1402。主管1402类似于先前描述的主管940。主管940和1402都形成工具单元的壳体或本体的一部分。主管1402形成为具有从该管的圆柱状部分的表面向外延伸的鳍部1404。在垂直于从管1402的中心延伸出的径向线的平面中，鳍部看起来具有矩形形状。鳍部1404形成为具有斜面部1406。斜面部1406从鳍部1404的相对侧被向内设置。主管1402形成为使得随着从管1402的近端向远侧延伸，斜面部背离管的中心轴线向外延伸。鳍部1404具有凹口1408。凹口1408位于斜面部1406的远端(最高部分)的紧前方。凹口1408大致为矩形形状。凹口1408被定尺寸以接收两个闩锁指状部1398的自由端。

本发明的包括bcm1200的电动手术工具组件被制备以便将工具单元插在外罩孔1257中来使用。随着工具单元主管1402在孔1257中滑动，闩锁指状部1398搭在斜面部1406上。手动插入力足以克服弹簧1404所施加的力。因此，闩锁臂从锁定位置移至释放/加载位置。随着工具单元向近侧移动，工具单元触头894和902安置在bcm触针350上。随着工具单元完全安置在孔1257中，主管凹口1408与bcm壳体开口1274对准。弹簧1404枢转闩锁1391以便闩锁指状部1398安置在凹口1408中。因此，闩锁组件1390将工具单元124可脱离地保持到bcm124上。

当工具单元124被这样定位时，传感器594位于电动机转子966的下方。传感器594从而产生表示电动机转子966的旋转位置的信号。

从业者通过设定开关1210的位置来设定工具单元动力产生单元950的操作模式。假定耳部1363的柔性，当开关被枢转时，凸块1364将移出和安置于形成在开关壳体1340的凹槽1354中的每一个。凸块1364安置在凹槽1354中为从业者提供了开关处于特殊设定的触觉反馈。

如果动力产生单元950是电动机，则能够将电动机设定成在向前的方向上、相反的方向上或以振荡模式运行。设定开关1210的位置将设定磁铁1362的取向。传感器580输出表示开关1210的位置的pwm_trg信号。

从业者通过按下触发器1212来致动组件。响应于ana_trg信号的电平的结果变化，工具单元控制器1290适当地提供和返回激励信号到与电动机绕组954相连的触针350。取决于开关1210的设定，在激励工具单元动力产生单元步骤1042中，工具单元控制器1290将提供/返回激励信号以便使电动机转子运行在向前的方向、相反的方向或振荡模式。

当到了将工具单元与bcm1200分离的时候时，闩锁翼片1392被同时按下。这导致闩锁指状部1398从与工具单元主管1402一体的凹口1408枢转出来。闩锁组件1390从锁定位置向释放/加载位置的转变允许工具单元从bcm外罩1256被移除。

因此，应该理解的是，本发明的另外的特征是，单一工具单元可以被用于形成不同类型的工具组件。因此，如果特定的从业者较喜欢用铅笔形工具工作，则工具单元可以结合到诸如bcm128的bcm。如果另一个从业者较喜欢用手枪形工具工作，则同样的工具单元可以附接至bcm1200。

iv.替代实施方式

应该理解的是，前述内容是针对本发明的具体实施方式，并且从所描述的实施方式的变型是可能的。

例如，虽然在本发明的许多形式中，电池和控制模块包含监控附接至该模块的开关的传感器和监控机头的至少一个操作状态或状况的传感器，但是在本发明的所有形式中这不是必需的。本发明的一些bcm可以仅包括产生与用户操作的开关有关的信号的一个或多个传感器。位于这些bcm内部的工具控制器控制与这些传感器信号有关的激励信号的提供/返回。本发明的另外其它的bcm可以仅包括产生与所附接工具单元的感测到的操作状况或状态有关的信号的一个或多个传感器。位于这些bcm内部的工具控制器控制与这些传感器信号有关的激励信号的提供/返回。

另外，在本发明的位于工具内部的一个或多个传感器基于开关状态产生信号的形式中，开关可以并不总是附接至bcm。在本发明的一些形式中，使用者致动的开关可以附接至工具单元。

如上文所述，用户控制可来自脚部开关单元或语音控制模块。在本发明的这些形式中，为了确保本发明的组件保持是无绳的，电池和控制模块包括接收器780(图45)。接收器780构造成从遥控头部接收通常是rf或光学信号的任一信号。该头部可以是脚部开关组件或语音控制箱。接收器780响应所接收的信号而输出与工具单元传感器电路590输出的ana_trg信号和pwm_trg信号类似的信号。在存在接收器780的本发明的形式中，触发单元传感器电路590可以被省略。接收器780的结构不是本发明的一部分。

还应该理解，在本发明的可选的电动手术工具组件中，工具动力产生单元可以并不总是电动机更不用说无刷直流电动机。在本发明的这些形式中，除了磁通之外的信号可充当由工具单元发射的表示工具动力产生单元的操作状态或状况的信号。光可以是这样的一个信号。例如，如果工具单元是激光器，则工具单元和bcm中的一组光管中可以用作导管，经由该导管一小部分光通过工具单元壳体和bcm壳体传送到位于bcm壳体内部的光敏传感器。这些光管的透明窗或暴露面将用作这些壳体的信号被传输通过的部件。如果该工具单元是超声波振动器，则信号可以是机械振动。在本发明的这些实施方式中，工具单元壳体和bcm壳体可以包括被柔性地安装到这些壳体的其它部件上的芯。这些芯用作超声波振动通过其施加到位于bcm内部的传感器上路径。

作为选择，rf信号可以由工具动力产生单元发射。这些信号将与工具的操作状态或状况有关地改变。在本发明的这些形式中，工具单元壳体和bcm壳体都将至少包括如下部件，即，通过该部件，这些信号将不被衰减或失真到使bcm传感器的操作受到不利影响的水平。

同样，即使在本发明的工具单元动力产生单元是电动机的形式中，由电动机发射的表示电动机状态的信号也可以不是磁场。在本发明的一些形式中，光学编码器可以发射表示转子位置的光。另外，在本发明的这些形式中，工具单元壳体和bcm壳体都将包括基本上透过由电动机发射或反射的光的波长的部件。

在霍尔传感器或对磁场强度敏感的其它传感器(诸如磁场敏感电阻器)用来提供转子位置的指示的本发明的形式中，传感器可以并不总是位于bcm壳体中。这些传感器可以位于工具单元壳体中。应该理解的是，本发明的这些形式通常在工具单元和bcm之间需要附加的导电连接，以便能够将传感器信号转送给驱动控制器770。

在工具单元动力产生单元是电动机的本发明的形式中，工具单元控制器530甚至可以不使用传感器来确定转子的位置。相反，驱动控制器770可以通过测量没有被提供电流的一个或多个绕组594上产生的反电动势信号来确定转子的位置。另外，可基于转子位置的电感感测来确定转子位置。确定转子位置的这些方法依赖于流过电动机绕组594的电流或横跨电动机绕组594的电压的测量。申请人的美国专利no.1,422,582/pct公开no.wo2006/039331披露了反电动势及电感感测如何用来确定转子位置，该申请的内容被并入本文作为参考。

电池和控制模块内部的驱动电路内的类型随模块施加激励信号到其上的动力产生单元而变。例如，如果所附接的工具单元需要可变电势的直流激励信号，则驱动电路可以具有一个或多个建立该信号的电势的双极晶体管。作为选择，对于一些应用而言，激励信号来源于压控振荡器或由压控振荡器调节。

在工具单元动力产生单元是电动机的本发明的形式中，电动机不必总是无刷直流电动机或甚至直流电动机。另外，电动机可以具有一个绕组、两个绕组或四个或更多个绕组。应该理解的是，电动机具有的绕组的数量直接确定bcm具有的与绕组相连的触针的数量。通常，bcm具有至少两个触针。然而，如果要有四个或更多个绕组，则bcm可以具有四个或更多个绕组，在这些绕组上激励信号被选择性地提供/返流于工具单元动力产生单元。类似地，电动机可以具有一个、两个、三个或多于四个磁铁。

应该认识到，在工具单元动力产生单元是无刷直流电动机的本发明的形式中，bcm可以不包括任何传感器。在本发明的这些形式中，集成于工具控制器的驱动器至少包括具有适当数量的fet或其它开关的驱动器，以将延伸至电动机的触针选择性地连接到bat+端子(源电流)或bat-端子(灌电流)。

在本发明的所有形式中，对bcm依靠来自集成于工具单元的存储器的校正数据没有要求。类似地，在本发明的所有形式中，对bcm将工具使用数据写入集成于工具单元的存储器没有要求。

在本发明的一些形式中，工具单元可以包括动力产生单元和能量施加器两者。在本发明的这些形式中，没有必要提供具有结合组件的工具单元来将能量施加器可脱离地保持到工具单元的其余部分。

此外，闩锁组件被理解为是示例性的，而不是限制性的。在本发明的替代形式中，闩锁组件的移动释放部件可以是工具单元的一部分，而不是电池和控制模块的一部分。仍然在本发明的其它形式中，闩锁组件可以不具有任何手动致动的部件。例如，闩锁组件可以包括位于工具单元与电池和控制模块的壳体上的互补螺纹。作为选择，这些闩锁部件可以是用于工具单元与电池和控制模块之间可脱离的摩擦或压配合的部件。作为选择，附接至工具单元或电池和控制模块的弹簧加载的部件通过一个或两个壳体的旋转运动被移动到释放状态。在本发明的一些形式中，在工具单元与电池和控制模块之间提供导电路径的电触头用作将两个单元保持在一起的闩锁部件。

本发明的电路可以不同于已经描述的内容。例如，在仅存在单一触发开关的本发明的形式中，所描述的两个传感器566和580可以被提供。在本发明的这些形式中，第二传感器，通常但不总是传感器580将提供表示开关被致动的程度的冗余传感器。此外，对于包含到本发明的bcm中的开关传感器的数量没有限制。为了安全的目的，可能希望总是提供两个传感器来监控通/断开关的致动。一个传感器将被提供来监控剩余开关的状态。

同样，应该理解的是，远程监控传感器致动的传感器不必总是霍尔传感器。例如，假设该传感器包括磁化部件，则该传感器可以是磁阻传感器。

此外，在本发明的铅笔状组件中，期望可再充电的电池单元38和工具单元部分地重叠，这并不必总是这种情况。在本发明的一些形式中，工具单元和bcm可以布置成使得工具单元和电池处于串联布置。

类似地，在本发明的替代实施方式中，替代触头可在工具单元与电池控制单元之间提供电连接。例如，bcm触头可以简单地是固定安装到bcm壳体的板。在本发明的这些形式中，工具单元可以具有被偏压的弹簧或者被定位成抵接bcm触头的可移动触头。作为选择，一个或两个工具单元和bcm可以具有柔性的触头。例如，工具单元或bcm任一者具有柔性的回弹性触头。bcm或工具单元的另一者具有静止不动的片状触头。这些静止不动的触头压在回弹性触头上，以确保每对互补触头之间良好的物理抵接。

此外，虽然本发明被描述为进行使用以执行医疗和外科手术(包括诊断过程)的电动工具组件，但是其应用并不限于此。本发明的替代实施方式可包括被设计用于除了执行医疗和外科手术之外的目的的工具单元。

此外，在bcm包括用于监控开关状态或工具单元的一个或多个传感器的本发明的形式中，传感器可以不位于电池和工具单元控制器所处的空隙空间中。相反，这些传感器可以位于壳体内的其自身的空腔中。

同样，将触针350保持到bcm壳体上而允许一些触针移动同时在这些触针的周围提供屏障的本发明的动态密封可以具有本申请所公开的用途以外的用途。

因此，所附权利要求的目的在于覆盖落入本发明的真正精髓和范围内的所有这些变型和修改。