用于例如机器人外科手术系统中使用的外科手术器械的齿轮致动机构的制作方法

本公开涉及外科手术器械，并且更具体来说，涉及用于例如机器人外科手术系统中使用的外科手术器械的齿轮致动机构。

背景技术：

机器人外科手术系统越来越多地用于各种不同的外科手术程序。一些机器人外科手术系统包含支撑机器人臂的控制台。一个或多个不同的外科手术器械可以被配置成用于与机器人外科手术系统一起使用，并且可选择性地安装到机器人臂。机器人臂向安装的外科手术器械提供一个或多个输入，以使得能够操作安装的外科手术器械。

由机器人外科手术系统的机器人臂提供的输入的数目、类型和配置限制配置成用于与机器人外科手术系统一起使用的外科手术器械的设计。也就是说，在设计用于可兼容地安装在机器人外科手术系统的机器人臂上并与机器人臂一起使用的外科手术器械时，应考虑确定如何利用由机器人臂提供的可用输入来实现外科手术器械的所要功能性。如可以了解，当需要额外功能性，而输入的数目、类型和配置保持不变时，会出现挑战。

技术实现要素：

如本文中所使用，术语“远侧”是指所描述的更远离外科医生的部分，而术语“近侧”是指所描述的更接近外科医生的部分。如本文中利用的术语“约”、“大体上”等意图解释制造、材料、环境、使用和/或测量公差和变化。此外，在一致的程度上，本文中描述的任何方面可以与本文中描述的任何或所有其它方面结合使用。

根据本公开的方面提供一种外科手术器械的齿轮箱组合件。齿轮箱组合件包含：被配置成选择性地平移的托架；第一、第二、第三和第四齿轮系统，其各自包含被配置成接收输入的输入部分和被配置成提供输出的输出部分；可操作地联接在第一与第二齿轮系统之间的第一差速齿轮组合件；可操作地联接在第三与第四齿轮系统之间的第二差速齿轮组合件；以及可操作地联接在第一与第二差速齿轮组合件之间的第三差速齿轮组合件。第三差速齿轮组合件包含联接到托架的输出。响应于第一、第二、第三和第四齿轮系统中的两个齿轮系统从第一、第二、第三和第四齿轮系统中的另两个齿轮系统接收到不同的输入，第三差速齿轮组合件并不向托架提供输出。响应于向第一、第二、第三和第四齿轮系统中的每一个提供相等的输入，第三差速齿轮组合件的输出使托架平移。

在本公开的方面中，第一、第二、第三和第四齿轮系统中的每一个被配置成接收旋转输入并提供平移输出。

在本公开的另一方面中，第一、第二、第三和第四齿轮系统中的每一个包含输入齿轮组合件；可操作地联接到输入齿轮组合件的过渡齿轮组合件；以及可操作地联接到过渡齿轮组合件的输出齿轮组合件。

在本公开的另一方面中，输出齿轮组合件为导螺杆组合件。每一导螺杆组合件可以包含纵向固定且可旋转地联接到托架的导螺杆，和绕导螺杆可操作地接合的毂，使得导螺杆的旋转使毂平移。在各方面中，毂为带内螺纹的螺母。此外，在各方面中，响应于向第一、第二、第三和第四齿轮组合件中的每一个提供相等的输入，托架被平移，借此使与毂相对的导螺杆平移，使得毂保持相对静止。

在本公开的再一方面中，第一差速齿轮组合件被配置成从第一和第二齿轮系统接收输入，并提供等于从第一和第二齿轮系统接收到的输入的平均值的输出；第二差速齿轮组合件被配置成从第三和第四齿轮系统接收输入，并提供等于从第三和第四齿轮系统接收到的输入的平均值的输出；且第三差速齿轮组合件被配置成从第一和第二差速齿轮系统接收输入，并提供等于从第一和第二差速齿轮系统接收到的输入的平均值的输出。

在本公开的又一方面中，外部壳体绕托架、第一、第二、第三和第四齿轮系统以及第一、第二和第三差速齿轮组合件安置。在此类方面中，近侧面板可以与外部壳体协作，以将托架、第一、第二、第三和第四齿轮系统以及第一、第二和第三差速齿轮组合件至少部分地围封在其中。此外，近侧面板可以限定孔径，第一、第二、第三和第四齿轮系统的输入部分延伸穿过所述孔径，以使得能够将外部输入施加到输入部分。

在本公开的再又一方面中，响应于第一、第二、第三和第四齿轮系统中的两个齿轮系统接收到第一输入，且第一、第二、第三和第四齿轮系统中的另两个齿轮系统接收到第二相反输入，第三差速齿轮组合件并不向托架提供输出。更具体来说，在各方面中，当第一和第二齿轮系统接收到第一输入且第三和第四齿轮系统接收到第二相反输入时，第三差速齿轮组合件并不向托架提供输出；当第一和第三齿轮系统接收到第一输入且第二和第四齿轮系统接收到第二相反输入时，第三差速齿轮组合件并不向托架提供输出，和/或当第一和第四齿轮系统接收到第一输入且第二和第三齿轮系统接收到第二相反输入时，第三差速齿轮组合件并不向托架提供输出。

根据本公开的方面，还提供一种操作外科手术器械的齿轮箱组合件的方法，所述齿轮箱组合件包含托架，第一、第二、第三和第四齿轮系统，可操作地联接在第一与第二齿轮系统之间的第一差速齿轮组合件，可操作地联接在第三与第四齿轮系统之间的第二差速齿轮组合件，以及可操作地联接在第一与第二差速齿轮组合件之间的第三差速齿轮组合件。所述方法包含向第一、第二、第三和第四齿轮系统中的两个齿轮系统提供第一输入，并向第一、第二、第三和第四齿轮系统中的另两个齿轮系统提供第二相反输入，使得第一、第二、第三和第四齿轮系统被激活以执行第一功能。所述方法进一步包含向第一、第二、第三和第四齿轮系统中的每一个提供相等的输入，使得第一、第二、第三和第四齿轮系统被激活且第三差速齿轮组合件被激活。第三差速齿轮组合件的激活执行第二功能，且抵消第一、第二、第三和第四齿轮系统的激活，使得并不执行第一功能。

在本公开的方面中，提供第一输入和第二相反输入包含向第一和第二齿轮系统提供第一输入，并向第三和第四齿轮系统提供第二相反输入。替代地或另外，提供第一输入和第二相反输入包含向第一和第三齿轮系统提供第一输入，并向第二和第四齿轮系统提供第二相反输入。替代地或另外，提供第一输入和第二相反输入包含向第一和第四齿轮系统提供第一输入，并向第二和第三齿轮系统提供第二相反输入。关于无旋转运动输入，其相反也是无旋转运动输入。

在本公开的另一方面中，当执行第一功能时，并不执行第二功能。

在本公开的又一方面中，激活第一、第二、第三和第四齿轮组合件中的每一个提供第一、第二、第三和第四平移输出以执行第一功能。

在本公开的再一方面中，激活第三差速齿轮组合件提供平移输出以执行第二功能。第三差速齿轮组合件的平移输出与第一、第二、第三和第四平移输出相反，使得第一、第二、第三和第四平移输出被抵消且并不执行第一功能。

在本公开的再又一方面中，第一输入、第二相反输入和相等的输入为旋转输入。

根据本公开，提供一种配置成用于与机器人外科手术系统一起使用的另一外科手术器械，其包含外壳、从外壳向远侧延伸的轴、从轴向远侧延伸的末端执行器组合件、刀以及安置于外壳内的齿轮箱组合件。轴包含铰接部分。末端执行器组合件从轴向远侧延伸且包含第一和第二夹钳部件。至少第一夹钳部件可相对于第二夹钳部件从间隔开的位置移动到接近位置以夹持其间的组织。刀被配置成用于在夹钳部件之间平移以切割其间夹持的组织。齿轮箱组合件可操作地联接到轴的铰接部分、末端执行器组合件和刀。所述齿轮箱组合件包含四个旋转输入齿轮，每一旋转输入齿轮适于从机器人臂接收旋转输入。齿轮箱组合件被配置成基于由四个旋转输入齿轮接收到的旋转输入，独立地绕第一轴线铰接末端执行器组合件、绕第二轴线铰接末端执行器组合件、使第一或第二夹钳部件中的至少一个相对于另一个移动，以及在第一与第二夹钳部件之间平移刀。

在本公开的方面中，多个铰接电缆可操作地联接在齿轮箱组合件与轴的铰接部分之间。齿轮箱组合件被配置成以第一方式选择性地推动或牵拉多个铰接电缆中的每一个，以在第一方向上绕第一轴线铰接末端执行器组合件。

在本公开的另一方面中，齿轮箱组合件被配置成以第二相反方式选择性地推动或牵拉多个铰接电缆中的每一个，以在第二相反方向上绕第一轴线铰接末端执行器组合件。

在本公开的另一方面中，齿轮箱组合件被配置成以第三方式选择性地推动或牵拉多个铰接电缆中的每一个，以在第三方向上绕第二轴线铰接末端执行器组合件。

在本公开的再一方面中，齿轮箱组合件被配置成以与第三方式相反的第四方式选择性地推动或牵拉多个铰接电缆中的每一个，以在与第三方向相反的第四方向上绕第二轴线铰接末端执行器组合件。

在本公开的又一方面中，多个电缆中的至少两个电缆可操作地联接到第一夹钳部件。在此类方面中，齿轮箱组合件被配置成以第五方式选择性地推动或牵拉至少两个电缆，以相对于第二夹钳部件将第一夹钳部件从间隔开的位置移动到接近位置。

在本公开的再又一方面中，齿轮箱组合件被配置成以与第五方式相反的第六方式选择性地推动或牵拉至少两个电缆，以相对于第二夹钳部件将第一夹钳部件从接近位置移动回到间隔开的位置。

在本公开的另一方面中，外科手术器械进一步包含可操作地联接在齿轮箱组合件与刀之间的刀缆。齿轮箱组合件被配置成选择性地推动或牵拉刀缆以在第一与第二夹钳部件之间平移刀。

在本公开的方面中，响应于由四个旋转输入齿轮中的每一个接收到类似的旋转输入，齿轮箱组合件被配置成在第一与第二夹钳部件之间平移刀。另外或替代地，响应于由四个旋转输入齿轮中的两个接收到不同的旋转输入，齿轮箱组合件被配置成绕第一轴线铰接末端执行器组合件、绕第二轴线铰接末端执行器组合件，或使第一或第二夹钳部件中的至少一个相对于另一个移动。

本公开还提供一种外科手术系统，其包含外科手术机器人，所述外科手术机器人包含具有四个旋转输出的机器人臂；和外科手术器械，其被配置成联接到机器人臂并从其接收四个旋转输出。外科手术器械可以根据上文或本文中另外详述的各方面中的任一个来配置。

附图说明

下文中参考图式描述本公开的各种方面和特征，其中相似的编号在若干视图中的每一个中指定相同或对应元件。

图1为配置成用于安装在机器人外科手术系统的机器人臂上的根据本公开提供的外科手术器械的透视图；

图2a为图1中指示为“2a”的细节区域的放大透视图，其说明图1的外科手术器械的末端执行器组合件；

图2b为去除其中一个夹钳部件的图2a的末端执行器组合件的放大透视图；

图3为被配置成可释放地接纳图1的外科手术器械的示范性机器人外科手术系统的示意性说明；

图4为图1的外科手术器械的齿轮箱组合件的透视图；

图5为去除外部壳体的图4的齿轮箱组合件的透视图；

图6为沿着图4的截面线“6-6”截取的纵向横截面图；

图7为沿着图6的截面线“7-7”截取的纵向横截面图；

图8为图4的齿轮箱组合件的内部齿轮箱组件的分解透视图；

图9为图4的齿轮箱组合件的一个差速器组合件的前透视图；

图10为图9的差速器组合件的后透视图；

图11为去除外壳部分的图9的差速器组合件的后透视图；

图12为图9的差速器组合件的分解前透视图；

图13为沿着图9的截面线“13-13”截取的横向横截面图；

图14为沿着图9的截面线“14-14”截取的横向横截面图；

图15为图4的齿轮箱组合件的内部齿轮箱组件的示意性说明；

图16为去除外部壳体的图4的齿轮箱组合件的透视图，其说明用以推进齿轮箱组合件的托架的差速器驱动；以及

图17为图4的齿轮箱组合件的纵向横截面图，其说明用以推进齿轮箱组合件的托架的差速器驱动。

具体实施方式

参考图1到2b，根据本公开提供的外科手术器械10大体上包含外壳20、从外壳20向远侧延伸的轴30，和从轴30向远侧延伸的末端执行器组合件40，以及安置于外壳20内且与末端执行器组合件40可操作地相关联的齿轮箱组合件100。器械10在本文中被详述为配置成用于与例如机器人外科手术系统1000(图3)的机器人外科手术系统一起使用的铰接电外科手术钳。然而，根据本公开提供的器械10的齿轮致动机构同样可适用于与其它合适的外科手术器械和/或其它合适的外科手术系统一起使用。

器械10的轴30包含远侧分段32、近侧分段34，以及分别安置于远侧分段32与近侧分段34之间的铰接区段36。铰接区段36包含一个或多个铰接组件37，例如连杆、接合部等。多个铰接电缆38a到38d，例如四(4)个铰接电缆38a、38b、38c、38d或其它合适的致动器延伸穿过铰接区段36。更具体来说，铰接电缆38a到38d在其远端处可操作地联接到末端执行器组合件40，且从末端执行器组合件40向近侧延伸穿过轴30的远侧分段32、轴30的铰接区段36和轴30的近侧分段34到外壳20中，其中，如下文详述，铰接电缆38a到38d与齿轮箱组合件100(图4)可操作地联接，以使得相对于近侧分段34和外壳20例如绕至少两个铰接轴线(例如，偏转和俯仰铰接)选择性地铰接远侧分段32(且因此末端执行器组合件40)，并使得夹钳部件42、44在间隔开的位置与接近位置之间选择性地枢转。铰接电缆38a到38d以大体上矩形或其它合适的配置布置，以便限定右上方电缆38a、左上方电缆38b、左下方电缆38c和右下方电缆38d。

继续参考图1到2b，末端执行器组合件40分别包含第一夹钳部件42和第二夹钳部件44。每一夹钳部件42、44分别包含近侧凸缘部分43a、45a和远侧主体部分43b、45b。远侧主体部分43b、45b分别限定对置的组织接触表面46、48。近侧凸缘部分43a、45a绕枢轴50可枢转地彼此联接，且经由凸轮槽组合件52可操作地彼此联接，所述凸轮槽组合件包含可滑动地接纳在分别限定于夹钳部件42、44中的至少一个的近侧凸缘部分43a、45a内的凸轮槽内的凸轮，以使得夹钳部件42相对于夹钳部件44和轴30的远侧分段32在间隔开的位置与接近位置之间枢转，以用于夹持组织接触表面46、48之间的组织。作为此单侧配置的替代方案，可提供两侧配置，借此两夹钳部件42、44都可相对于彼此和轴30的远侧分段32枢转。

第一对对角对置的铰接电缆(例如，右上方铰接电缆38a和左下方铰接电缆38c)分别以类似方式可操作地联接到末端执行器组合件40(例如，可移动夹钳部件42和/或凸轮槽组合件52)，且另一第二对对角对置的铰接电缆(例如，左上方铰接电缆38b和右下方铰接电缆38d)分别以彼此类似但与第一对对角对置的铰接电缆38a、38c的联接方式相反的方式联接到末端执行器组合件40(例如，可移动夹钳部件42和/或凸轮槽组合件52)。因而，分别以相反方式致动第一对对角对置的铰接电缆38a、38c和第二对对角对置的铰接电缆38b、38d使夹钳部件42相对于夹钳部件44在间隔开的位置与接近位置之间枢转。更具体来说，向近侧推进第一对铰接电缆38a、38c并向远侧推进第二对铰接电缆38b、38d使夹钳部件42相对于夹钳部件44朝向接近位置枢转，而向远侧推进第一对铰接电缆38a、38c并向近侧推进第二对铰接电缆38b、38d使夹钳部件42相对于夹钳部件44朝向间隔开的位置枢转。然而，还涵盖用于响应于选择性地致动一对对角铰接电缆38a、38c和38b、38d，相对于夹钳部件44在间隔开的位置与接近位置之间枢转夹钳部件42的其它合适的机构和/或配置。

关于末端执行器40相对于轴30的近侧分段34的铰接，同样以成对铰接电缆38a到38d进行致动。更具体来说，为了使末端执行器40俯仰，以类似方式致动上部电缆(例如，右上方电缆38a和左上方电缆38b)，而以相对于彼此类似但相对于上部电缆相反的方式致动下部电缆(例如，左下方电缆38c和右下方电缆38d)。关于偏转铰接，以类似方式致动右侧电缆(例如，右上方电缆38a和右下方电缆38d)，而以相对于彼此类似但相对于右侧电缆相反的方式致动左侧电缆(例如，左上方电缆38b和左下方电缆38c)。

参考图2a和2b，夹钳部件42、44的组织接触表面46、48分别至少部分地由导电材料形成，且可被激励到不同的电位以使得电能能够穿过其间夹持的组织传导，但组织接触表面46、48可替代地被配置成提供穿过其间夹持的组织的任何合适的能量，例如，热、微波、光、超声波、超声等以进行基于能量的组织治疗。器械10(图1)限定穿过外壳20和轴30到末端执行器组合件40的导电路径(未示出)，所述导电路径可以包含引线、触点和/或导电组件，以使得能够分别将夹钳部件42、44的组织接触表面46、48电连接到例如电外科手术发生器的能量源(未示出)，以用于将能量提供到组织接触表面46、48来治疗(例如，密封)组织接触表面46、48之间夹持的组织。

纵向延伸的刀槽49(仅说明夹钳部件44的刀槽49；夹钳部件42的刀槽类似地配置)被限定分别穿过夹钳部件42、44的组织接触表面46、48。提供刀组合件60以使得能够切割分别在夹钳部件42、44的组织接触表面46、48之间夹持的组织，所述刀组合件包含从外壳20延伸穿过轴30到末端执行器组合件40的刀缆62，和在末端执行器组合件40内安置于夹钳部件42、44之间的刀片64。如下文详述，刀缆62在其近端处可操作地联接到齿轮箱100(图1和4)，以使得能够选择性地致动刀缆，继而使刀片64在夹钳部件42、44之间往复运动，并穿过其刀槽49以切割组织接触表面46、48之间夹持的组织。

另外参考图1，如上文所提及且如下文更详细地描述，齿轮箱组合件100安置于外壳20内且可操作地联接到铰接电缆38a到38d以及刀缆62，以使得能够选择性地铰接末端执行器组合件40、在间隔开的位置与接近位置之间枢转一个或两个夹钳部件42、44，使刀片64在夹钳部件42、44之间往复运动。当器械10安装在机器人外科手术系统1000(图3)上时，齿轮箱组合件100被配置成与机器人外科手术系统1000(图3)可操作地介接，以使得齿轮箱组合件100的机器人操作能够提供上文详述的功能性。然而，还涵盖齿轮箱组合件100被配置成与任何其它合适的外科手术系统介接，例如手动外科手术手柄、动力外科手术手柄等。出于本文中的目的，大体上描述机器人外科手术系统1000(图3)。

转向图3，机器人外科手术系统1000被配置成用于根据本公开使用。省略与本公开的理解无密切关系的机器人外科手术系统1000的方面和特征，以免在不必要的细节上混淆本公开的方面和特征。

机器人外科手术系统1000大体上包含多个机器人臂1002、1003；控制装置1004；以及与控制装置1004联接的操作控制台1005。操作控制台1005可以包含可以被特定设定成显示三维图像的显示装置1006；和手动输入装置1007、1008，例如外科医生的人员借助于所述手动输入装置可能够以第一操作模式遥控机器人臂1002、1003。机器人外科手术系统1000可以被配置成用于以微创方式治疗躺在患者床台1012上的患者1013。机器人外科手术系统1000可以进一步包含特定联接到控制装置1004的数据库1014，例如来自患者1013和/或解剖图谱的术前数据存储在所述数据库中。

机器人臂1002、1003中的每一个可以包含通过接合部连接的多个部件，和可以是(例如)外科手术工具“st”的安装装置。外科手术工具“st”中的一个或多个可以是器械10(图1)，从而因此在机器人外科手术系统1000上提供此功能性。

机器人臂1002、1003可以由连接到控制装置1004的例如电机的电动驱动器驱动。例如计算机的控制装置1004可以被配置成以某种方式特定借助于计算机程序来激活电机，使得机器人臂1002、1003，且因此其安装的外科手术工具“st”根据分别来自手动输入装置1007、1008的对应输入执行所要移动和/或功能。控制装置1004还可以以某种方式被配置，使得其调节机器人臂1002、1003和/或电机的移动。

现在转向图4到17，示出齿轮箱组合件100。如下文详述，齿轮箱100被配置成可操作地连接到机器人外科手术系统1000(图3)，且更具体来说连接到机器人外科手术系统1000(图3)的四个旋转输出(未示出)，此使得能够驱动齿轮箱组合件100以在俯仰和偏转方向上独立地铰接末端执行器组合件40、在间隔开的位置与接近位置之间枢转一个或两个夹钳部件42、44，并使刀片64在夹钳部件42、44之间往复运动(参见图2a和2b)。

参考图4到8，齿轮箱组合件100大体上包含外部壳体102、近侧面板104、四个输入齿轮组合件112、114、116、118、四个过渡齿轮组合件132、134、136、138、四个导螺杆组合件152、154、156、158、驱动托架组合件170和三个差速齿轮组合件182、184、186。外部壳体102和近侧面板104协作以限定将齿轮箱组合件100的组件围封在其中的外壳。

齿轮箱组合件100的四个输入齿轮组合件112、114、116、118以大体上矩形(例如，正方形)图案布置，但还涵盖其它配置。输入齿轮组合件112、114、116、118彼此类似，且因此下文中以单数形式共同详述其组件和特征。每一输入齿轮组合件112、114、116、118包含延伸穿过近侧面板104内限定的孔径106的驱动齿轮122。驱动齿轮122被配置成接合机器人外科手术系统1000(图3)的旋转输出(未示出)，使得旋转输出的旋转驱动实现驱动齿轮122的类似旋转。驱动齿轮122安装在输入驱动轴124上的近端处。复合输入齿轮126安装在输入驱动轴124上的远端处，使得在例如经由机器人外科手术系统1000(图3)的旋转输出(未示出)使驱动齿轮122旋转后，复合输入齿轮126类似地旋转。复合输入齿轮126包含第一齿轮部分127和第二齿轮部分129。

每一过渡齿轮组合件132、134、136、138分别与输入齿轮组合件112、114、116、118中的一个可操作地相关联。过渡齿轮组合件132、134、136、138彼此类似，且因此下文中以单数形式共同详述其组件和特征。每一过渡齿轮组合件132、134、136、138分别包含安置成与对应输入齿轮组合件112、114、116、116的复合输入齿轮126的第一齿轮部分127啮合接合的近侧齿轮142。近侧齿轮142安装在过渡驱动轴144上的近端处。细长齿轮146安装在过渡驱动轴144上的远端处，使得在使近侧齿轮142旋转后，细长齿轮146类似地旋转。

继续参考图4到8，每一导螺杆组合件152、154、156、158与过渡齿轮组合件132、134、136、138中的一个可操作地相关联。导螺杆组合件152、154、156、158彼此类似，且因此下文中以单数形式共同详述其组件和特征。每一导螺杆组合件152、154、156、158包含导螺杆162，其纵向固定，但在导螺杆162的近端处可旋转地联接到驱动托架组合件170。毂164绕导螺杆162螺纹接合，使得导螺杆162的旋转使毂164沿着导螺杆162平移。每一导螺杆组合件152、154、156、158的毂164分别包含被配置成捕获铰接电缆38a、38b、38c、38d(图2a)中的一个的近端的收纳器166。以此方式，毂164沿着对应导螺杆162向远侧平移将对应铰接电缆38a、38b、38c、38d(图2a)向远侧推进，而毂164沿着对应导螺杆162向近侧平移将对应铰接电缆38a、38b、38c、38d(图2a)向近侧推进。

导螺杆齿轮168固定安装在导螺杆162上的近端处。导螺杆齿轮168安置成与对应过渡齿轮组合件132、134、136、138的细长齿轮146啮合接合。

驱动托架组合件170包含限定穿过其中的四个细长孔174的外壳172，每一孔配置成接纳导螺杆组合件152、154、156、158中的一个的近端部分(包含其导螺杆齿轮168)。外壳172进一步限定四个槽176，其提供穿过外壳172到孔174的横向通道，从而因此使得过渡齿轮组合件132、134、136、138的外部安置的细长齿轮146能够分别经由槽176啮合接合导螺杆组合件152、154、156、158的内部安置的导螺杆齿轮168。如上文所提及，导螺杆162的近端部分在外壳172内纵向固定，但准许其相对于外壳旋转。

驱动托架组合件170的外壳172进一步包含限定成穿过其中的中心内腔178。中心内腔178带螺纹且被配置成将第三差速齿轮组合件186的螺纹驱动器238以旋拧方式接纳在其中，使得螺纹驱动器238的旋转驱动推进外壳172绕螺纹驱动器238且相对于外部壳体102(图4)纵向平移。外壳172的纵向平移同样以类似方式使导螺杆162平移。此外，刀缆62(图2b)的近端以任何合适方式接合到外壳172，使得外壳172的平移类似地推进刀缆62(图2b)平移，借此使得刀片64穿过夹钳部件42、44(参见图2a和2b)往复运动。

三个差速齿轮组合件182、184、186被布置成使得第一差速齿轮组合件182和第二差速齿轮组合件184向近侧安置以充当第一级差速器，而第三差速齿轮组合件186向远侧安置以充当第二级差速器。差速齿轮组合件182、184、186被配置成各自包含两个旋转输入192、194和单个旋转输出196，其中旋转输出196等于旋转输入192、194的平均值。差速齿轮组合件182、184、186彼此类似，且因此下文中以单数形式共同详述其组件和特征。

参考图9到14，每一差速齿轮组合件182、184、186包含外壳200，其由经由螺钉205或以任何其它合适的方式彼此紧固的第一外壳组件202和第二外壳组件204形成。旋转输出196与第二外壳组件204固定地接合(例如，整体形成为第二外壳组件的部分)，使得外壳200的旋转实现旋转输出196的旋转。每一差速齿轮组合件182、184、186进一步包含中心齿轮组合件206，其包含内轴208和外部套筒212。内轴208包含与其近端固定地接合(例如，整体形成为近端的部分)的第一旋转输入192，和绕内轴朝向远端固定地接合的第一内部齿轮210。当第一内部齿轮210安置于外壳200内时，第一旋转输入192从外壳200的第一外壳组件202向近侧突出。外部套筒212绕内轴208可旋转地安置，且包含与其近端固定地接合(例如，整体形成为近端的部分)的第二旋转输入194，和绕外部套筒朝向远端固定地接合的第二内部齿轮214。当第二内部齿轮210安置于外壳200内时，第二旋转输入194从外壳200的第一外壳组件202和第一旋转输入194向近侧突出。

每一差速齿轮组合件182、184、186进一步包含第一组三个径向正齿轮216、218、220和第二组三个径向正齿轮222、224、226。第一组三个径向正齿轮216、218、220安置于外壳200内，且绕第一内部齿轮210径向布置并与其啮合接合。第二组三个径向正齿轮222、224、226安置于外壳200内，且绕第二内部齿轮214径向布置并与其啮合接合。此外，第一和第二组三个径向正齿轮限定安置成彼此啮合接合的邻近正齿轮对216和222、218和224，以及220和226。

由于差速齿轮组合件182、184、186的上述配置，当提供到旋转输入192、194的输入在量值和方向上相等时，旋转输出196被驱动成以相同的量值和方向旋转。另一方面，当提供到旋转输入192、194的输入量值相等但方向相反时，所述输入被抵消，使得旋转输出196并不旋转。

另外参考图5和8，每一差速齿轮组合件182、184、186包含分别绕其第一旋转输入192和第二旋转输入194接合的第一差速输入齿轮232和第二差速输入齿轮234。第一差速齿轮组合件182的第一差速输入齿轮232安置成与第一输入齿轮组合件112的复合输入齿轮126的第二齿轮部分129啮合接合；第一差速齿轮组合件182的第二差速输入齿轮234安置成与第二输入齿轮组合件114的复合输入齿轮126的第二齿轮部分129啮合接合；第二差速齿轮组合件184的第一差速输入齿轮232安置成与第三输入齿轮组合件116的复合输入齿轮126的第二齿轮部分129啮合接合；且第二差速齿轮组合件184的第二差速输入齿轮234安置成与第四输入齿轮组合件118的复合输入齿轮126的第二齿轮部分129啮合接合。

第一差速齿轮组合件182和第二差速齿轮组合件184中的每一个进一步包含绕其旋转输出196接合的差速输出齿轮236。第一差速齿轮组合件182的差速输出齿轮236安置成与第三差速齿轮组合件186的第一差速输入齿轮232啮合接合，而第二差速齿轮组合件184的差速输出齿轮236安置成与第三差速齿轮组合件186的第二差速输入齿轮234啮合接合。第三差速齿轮组合件186包含绕其旋转输出196接合的螺纹驱动器238。如上文详述，螺纹驱动器238以旋拧方式接合在驱动托架组合件170的外壳172的中心内腔178内。

现在转向图15，详述齿轮箱组合件100的操作。关于上仰铰接，从机器人外科手术系统1000(图3)提供输入，以类似地在第一方向上驱动输入齿轮组合件112、114的驱动齿轮122的旋转，并类似地在第二相反方向上驱动输入齿轮组合件116、118的驱动齿轮122的旋转。由于类似地在第一方向上驱动输入齿轮组合件112、114的驱动齿轮122，过渡齿轮组合件132、134被驱动成在第二相反方向上旋转，继而驱动导螺杆组合件152、154在第一方向上旋转，从而使其毂164向近侧平移且因此向近侧牵拉铰接电缆38a、38b。由于类似地在第二方向上驱动输入齿轮组合件116、118的驱动齿轮122，过渡齿轮组合件136、138被驱动成在第一方向上旋转，继而驱动导螺杆组合件156、158在第二方向上旋转，从而使其毂164向远侧平移且因此向远侧推动铰接电缆38c、38d。以此方式，末端执行器组合件40(图1到2b)上仰。

输入齿轮组合件112、114的类似旋转驱动向第一差速齿轮组合件182提供相等输入，且因此提供等于所述输入的输出。输入齿轮组合件116、118的类似旋转驱动向第二差速齿轮组合件184提供相等输入，且因此提供等于所述输入的输出。此外，都输入到第三差速齿轮组合件186的第一差速齿轮组合件182的输出和第二差速齿轮组合件182的输出量值相等但方向相反，且因此彼此抵消，使得并不从第三差速齿轮组合件186提供输出。

关于下俯铰接，从机器人外科手术系统1000(图3)提供输入，以类似地在第二方向上驱动输入齿轮组合件112、114的驱动齿轮122的旋转，并类似地在第一方向上驱动输入齿轮组合件116、118的驱动齿轮122的旋转。结果与上文关于上仰铰接所详述的结果相反。也就是说，导螺杆组合件152、154的毂164向远侧平移以向远侧推动铰接电缆38a、38b，且导螺杆组合件156、158的毂164向近侧平移以向近侧牵拉铰接电缆38c、38d，借此末端执行器组合件40(图1到2b)下俯。如上述类似，并不从第三差速齿轮组合件186提供输出。

关于右偏铰接，从机器人外科手术系统1000(图3)提供输入，以类似地在第一方向上驱动输入齿轮组合件112、118的驱动齿轮122的旋转，并类似地在第二方向上驱动输入齿轮组合件114、116的驱动齿轮122的旋转。由于类似地在第一方向上驱动输入齿轮组合件112、118的驱动齿轮122，过渡齿轮组合件132、138被驱动成在第二相反方向上旋转，继而驱动导螺杆组合件152、158在第一方向上旋转，从而使其毂164向近侧平移且因此向近侧牵拉铰接电缆38a、38d。由于类似地在第二方向上驱动输入齿轮组合件114、116的驱动齿轮122，过渡齿轮组合件134、136被驱动成在第一方向上旋转，继而驱动导螺杆组合件154、156在第二方向上旋转，从而使其毂164向远侧平移且因此向远侧推动铰接电缆38b、38c。以此方式，末端执行器组合件40(图1到2b)右偏。

输入齿轮组合件112、114的相反旋转驱动向第一差速齿轮组合件182提供相反输入，且因此并不提供输出。同样，输入齿轮组合件116、118的相反旋转驱动向第二差速齿轮组合件184提供相反输入，且因此并不提供输出。由于第一差速齿轮组合件182和第二差速齿轮组合件184都不提供输出，因此第三差速齿轮组合件186未接收到输入，且因此并不提供输出。

关于左偏铰接，从机器人外科手术系统1000(图3)提供输入，以类似地在第二方向上驱动输入齿轮组合件112、118的驱动齿轮122的旋转，并类似地在第一方向上驱动输入齿轮组合件114、116的驱动齿轮122的旋转。结果与上文关于右偏铰接所详述的结果相反。也就是说，导螺杆组合件152、158的毂164向远侧平移以向远侧推动铰接电缆38a、38d，且导螺杆组合件154、156的毂164向近侧平移以向近侧牵拉铰接电缆38c、38d，借此末端执行器组合件40(图1到2b)左偏。如上述类似，并不从第三差速齿轮组合件186提供输出。

关于使末端执行器组合件40(参见图1到2b)的夹钳部件42、44接近，从机器人外科手术系统1000(图3)提供输入，以类似地在第一方向上驱动输入齿轮组合件112、116的驱动齿轮122的旋转，并类似地在第二方向上驱动输入齿轮组合件114、118的驱动齿轮122的旋转。由于类似地在第一方向上驱动输入齿轮组合件112、116的驱动齿轮122，过渡齿轮组合件132、136被驱动成在第二相反方向上旋转，继而驱动导螺杆组合件152、156在第一方向上旋转，从而使其毂164向近侧平移且因此向近侧牵拉铰接电缆38a、38c。由于类似地在第二方向上驱动输入齿轮组合件114、118的驱动齿轮122，过渡齿轮组合件134、138被驱动成在第一方向上旋转，继而驱动导螺杆组合件154、158在第二方向上旋转，从而使其毂164向远侧平移且因此向远侧推动铰接电缆38b、38d。以此方式，夹钳部件42相对于夹钳部件44接近(图1到2b)。

输入齿轮组合件112、114的相反旋转驱动向第一差速齿轮组合件182提供相反输入，且因此并不提供输出。同样，输入齿轮组合件116、118的相反旋转驱动向第二差速齿轮组合件184提供相反输入，且因此并不提供输出。由于第一差速齿轮组合件182和第二差速齿轮组合件184都不提供输出，因此第三差速齿轮组合件186未接收到输入，且因此并不提供输出。

关于打开末端执行器组合件40(参见图1到2b)的夹钳部件42、44，从机器人外科手术系统1000(图3)提供输入，以类似地在第二方向上驱动输入齿轮组合件112、116的驱动齿轮122的旋转，并类似地在第一方向上驱动输入齿轮组合件114、118的驱动齿轮122的旋转。结果与上文关于使夹钳部件42、44(图1到2b)接近所详述的结果相反。也就是说，导螺杆组合件152、156的毂164向近侧平移以向近侧牵拉铰接电缆38a、38c，且导螺杆组合件156、158的毂164向远侧平移以向远侧推动铰接电缆38b、38d，借此使夹钳部件42远离夹钳部件44枢转(图1到2b)。如上述类似，并不从第三差速齿轮组合件186提供输出。

还参考图16和17，关于在末端执行器组合件40的夹钳部件42、44之间向远侧推进刀片64(参见图1到2b)，从机器人外科手术系统1000(图3)提供输入，以类似地驱动输入齿轮组合件112、114、116、118的驱动齿轮122的旋转。结果，过渡齿轮组合件132、134、136和138都被驱动成类似地旋转，继而驱动导螺杆组合件152、154、156、158都类似地旋转，以例如使其毂164向近侧(参见图16和17中的箭头“p”)平移，且因此向近侧牵拉所有铰接电缆38a、38b、38c、38d。

输入齿轮组合件112、114、116、118的类似旋转驱动向第一差速齿轮组合件182和第二差速齿轮组合件184中的每一个提供相等输入，且因此第一差速齿轮组合件182和第二差速齿轮组合件184中的每一个向其第三差速齿轮组合件186提供相等输出，结果，所述第三差速齿轮组合件同样提供相同的输出。由第三差速齿轮组合件186提供的此输出继而使驱动托架组合件170的外壳172例如向远侧(参见图16和17中的箭头“d”)平移，所述平移与毂164的向近侧平移(参见图16和17中的箭头“p”)距离相等且方向相反。

作为上文的结果，驱动托架组合件170的外壳172向远侧平移以向远侧推进刀缆62，且因此在末端执行器组合件40的夹钳部件42、44之间向远侧推进刀片64(参见图1到2b)。此外，当毂164沿着导螺杆组合件152、154、156、158向近侧移动时，导螺杆组合件152、154、156、158自身在相反方向上向远侧相等地移动，使得对铰接电缆38a、38b、38c、38d不存在净影响。因此，刀片64(图2b)的推进不影响末端执行器组合件40的铰接和/或夹钳部件42、44的枢转(参见图1到2b)。

关于从末端执行器组合件40的夹钳部件42、44之间向近侧收回刀片64(参见图1到2b)，从机器人外科手术系统1000(图3)提供输入，以与上文所详述类似但在相反的方向上驱动输入齿轮组合件112、114、116、118的驱动齿轮122的旋转。因此，实现了与上文关于推进刀片64所详述相反的结果。更具体来说，刀片64(图2b)的收回不影响末端执行器组合件40的铰接和/或夹钳部件42、44的枢转(参见图1到2b)。

移动驱动托架组合件170以部署或收回刀片64(图2b)并不会导致导螺杆齿轮168从相应细长齿轮146脱离。也就是说，由于细长齿轮146的细长配置，导螺杆齿轮168沿着相应细长齿轮146的相对移动维持了其间的啮合接合。

应理解，可以对本文中公开的实施例作出各种修改。因此，上文描述不应解释为限制性的，而仅仅是作为各种实施例的例证。本领域技术人员将设想出在所附权利要求书的范围和精神内的其它修改。